In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Prä- und Probiotika auf bakterielle Translokation (BT) und postoperative Infektionen nach großen viszeralchirurgischen Eingriffen untersucht. Dabei wurde aus methodischen Gründen zunächst BT nach Leber- (LR) und Colonresektion (CR) allein oder in Kombination experimentell im Rattenmodell quantifiziert und deren potentielle Pathomechanismen untersucht. Anschließend wurde der Einfluss von einzelnen Probiotika und einer Kombination verschiedener Probiotika und Präbiotika auf die Inzidenz bakterieller Infektionen nach Lebertransplantation (LTX) und pyloruserhaltender Pankreaskopfresektion (PPPD) in zwei prospektiv randomisierten klinischen Studien analysiert. Im experimentellen Teil der Untersuchungen wurde BT nach LR vor allem in Leber und Milz, nach CR hauptsächlich in mesenterialen Lymphknoten (MLK) und Milz nachgewiesen. Kombination von LR und CR führte zu einer Potenzierung der BT, parallel zum Ausmaß der LR. Durch Gabe von Probiotika wurde die Konzentration von Bakterien in den MLK signifikant gesenkt. Tiere mit einer hohen coecalen Laktobazillenkonzentration hatten eine signifikant niedrigere bakterielle Konzentration in allen untersuchten Organen als Tiere mit weniger Laktobazillen. CR führten zu einer Zunahme der coecalen gramnegativen Bakterienkonzentration und zu einer Abnahme der Laktobazillen. Histologische Veränderungen der Darmmukosa wurden nicht beobachtet. Die parazelluläre Permeabilität für Ionen, nicht aber für die höhermolekulare Laktulose war im Colon in allen Gruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe erhöht. Probiotika beeinflussten die Zusammensetzung der coecalen Flora und damit auch die BT. In der ersten klinischen Studie verminderte postoperative orale Gabe von Laktobazillus plantarum und einer ballaststoffhaltigen Ernährungslösung die Inzidenz von bakteriellen Infektionen nach LTX im Vergleich zu selektiver Darmdekontamination und ballaststofffreier Ernährung signifikant. Die Gabe von Ballaststoffen und hitzeinaktivierten Laktobazillen führte zwar auch zu einer geringen Reduktion der Infektionen; diese war jedoch nicht signifikant. In der Mehrzahl wurden enteropathogene Bakterien isoliert. Die zweite klinische Studie untersuchte den Einfluss einer Kombination von vier verschiedenen Milchsäurebakterien und vier Präbiotika auf die Inzidenz bakterieller Infektionen nach LTX und PPPD. Im Vergleich zu Präbiotika und Placebo kam es zu einer deutlichen Verminderung der Infekte, die nach LTX auch signifikant war. In beiden Studien wurde die enterale Ernährung gut vertragen mit relativ wenig Nebenwirkungen. BT tritt somit sehr häufig auch nach kleineren viszeralchirurgischen Eingriffen auf und hat organspezifisch verschiedene Ursachen. Probiotika konnten sowohl tierexperimentell die BT vermindern als auch klinisch die Inzidenz bakterieller Infektionen nach großen viszeralchirurgischen Eingriffen senken. Da sie leicht zu verabreichen sind und wenig Nebenwirkungen verursachen, könnten sie breit eingesetzt werden. / In the present study, the impact of pre- and probiotics on bacterial translocation (BT) and postoperative bacterial infection rates was assessed. Due to methodological reasons, we first quantified BT following single liver (LR) and colon resection (CR) or a combination of both and analysed potential pathogenic mechanisms for BT. Then, we performed two prospective randomised clinical studies to analyse the influence of a single probiotic strain and a combination of different pre- and probiotics on the incidence of bacterial infections in patients with liver transplantation (OLT) or pylorus preserving partial pancreatoduodenectomy (PPPD). In the rat model, BT after LR mainly occurred in the liver and spleen, after CR mainly in the mesenteric lymph nodes (MLN) and spleen. BT was increased in the animals with combined operation, in parallel to the extent of liver resection. Probiotics significantly decreased the bacterial concentration in the MLN. Animals with a high cecal concentration of lactobacilli had significantly less BT than the others. CR led to an increase of cecal gramnegative bacterial concentrations and to a decrease of lactobacilli. No histological changes were observed in the intestine. Paracellular permeability for ions, but not for the larger molecule lactulose, was increased in the colon in all groups compared to the sham group. Probiotics had an influence on cecal bacterial concentration. In the first clinical study, postoperative oral administration of Lactobacillus plantarum and a fibre-enriched enteral diet significantly decreased bacterial infection rates after OLT compared to selective bowel decontamination and a fibre-free diet. Fibre and heat-inactivated Lactobacillus also led to a slight, but not significant decrease of infections. Mainly gut-derived bacteria were isolated. The second clinical study analysed the influence of a combination of four different lactic acid bacteria and fibres on bacterial infection rates after OLT and PPPD. Compared to fibres and placebo, infection rates were significantly lower after OLT and markedly lower after PPPD. In both studies, the study substances were well tolerated without serious side effects. BT even occurs following minor abdominal surgery and is caused by different mechanisms related to the kind of operation. Probiotics were able to diminish BT in the rat model as well as to decrease bacterial infection rates following major abdominal surgery in the clinical studies. As they are easy to administer and do not cause severe side effects, they could be useful in clinical practice.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den morphologischen bzw. cytologischen Anomalien eines mutierten Klons 5/74/2 aus der haploiden Sorte `Kleiner Liebling` von Pelargonium zonale. An histologischen Schnitten wurden die Ploidiestufen verschiedener Zellschichten von Cytochimären durch Chromosomenzählung direkt bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die Epidermis in den Blättern vom Klon 5/74/2 verschiedene Ploidiestufen aufweist. Solche Variabilität trat in den L2- und L3-bürtigen Zellschichten nicht auf. Somit wurde hier erstmals eine Periklinalcytochimäre mit verschiedenen Ploidie in der Epidermis nachgewiesen. Es zeigte aber zwei unterschiedliche Zustände im Sprossscheiteln: Beim ersten sind die Zellen der L1 Polyploidie. Beim zweiten sind die Zellen der L1 haploid. Die Polyploidisierung der Epidermis setzt sich bei dem Wachstum des Blattes fort. Bei den cytologischen Untersuchungen wurden anomale Mitosen mit irregulären Chromsomenanordnungen (multipolare) und mehrkernige Zellen in der Epidermis beobachtet. Als weitere Anomalie traten eingeschnürte Zellkerne in den Epidermiszellen auf. Die Pflanzen mit stark behaarten und gekräuselten Blättern vom Klon 5/74/2 waren nicht stabil. Die Epidermis des gekräuselten und stark behaarten Blattes enthielt wie die des stark behaarten Blattes oder die des gekräuselten Blattes verschiedene Ploidiestufe. Die Epidermiszellen der meisten Pflanzen mit normal glatten Blättern lagen im diploiden Bereich. Die morphologische Kräuselung und Behaarung hing mit dem Auftreten der somatischen Variabilität in Epidermis von Klon 5/74/2 zusammen. Adventivpflanzen mit Hilfe eines modifizierten Mediums aus Kallus von Pelargonium zonale sind in in vitro-Kultur zu regenerieren. Dabei zeigte die Zugabe von Perlit und anschließend PVP die beste Wirkung gegen die Bildung von Polyphenolverbindungen im Pelargonium-Gewebe. TDZ ist einer der effektivsten Wuchsstoffe für die Kallusinduktion und Regeneration der Adventivsprosse bei Pelargonium. Die Blatt- und die Blütenfarbe der Adventivpflanzen aus dem dreifach markierten chimärischen `Weißer Liebling` (WRR, GWG, DHH) stimmten mit dem Genotyp der L1-Zellen überein. Die Stomatalängen der Adventivpflanzen aus dem Klon 5/74/2 (PHH) lagen wie die von `Weißer Liebling` (DHH) meistens im Bereich von diploid, nur selten von tetraploid oder gemischten. Die ursprünglich polyploiden und haploiden Zellen der kultivierten Gewebe traten nach der Regeneration nicht mehr auf. Dies weist auf eine Zellmutation und -selektion während der in vitro-Kultur hin. Aus chimärischen Geweben der GWG- und GGW-Varianten von `Mrs. Pollock` wurden 8,6% Adventivsprosse mit neuen chimärischen Blattmustern regeneriert. Das Ergebnis zeigt, dass die Zellen mindestens in L2 und L3-bürtigen Gewebeschichten der Explantaten zur Regeneration der Adventivsprossen teilgenommen haben. / A mutated clone with different ploidy levels in epidermis cells, 5/74/2, of the haploid `Kleiner Liebling` of Pelargonium zonale was investigated to answer the question that how the different ploidy levels were generated. Such a variability did not appear in L2- and L3-derived cells. Consequently, clone 5/74/2 is a periclinal cytochimera with a mixed ploidy epidermis. This type of cytochimera with different ploidy levels in epidermis has not been reported up to now. The epidermis of the blistered leaf or of the hairy leaf is polyploid with different ploidy levels, like the epidermis of the shoots with blistered and hairy leaves. Epidermis cells of normal shoots are diploid. The morphologically blistered leaf surface seems to be the result of a somatic variability in epidermis. Histological investigations of clone 5/74/2 showed two different ways of development of the somatic variability: the cells of the L1 in the apical meristem were already polyploid and the cells in the apical meristem were haploid. Cytological analyses revealed anomalies of the mitosis in epidermis cells of clone 5/74/2. Various irregular chromosomal arrangements (multipolar mitosis) and polynuclear cells were observed. Additionally, nuclei with constrictions were found. Adventitious shoots were successfully regenerated from callus of adult tissue of Pelargonium in vitro on modified medium. The combination of Perlit and PVP showed the best effects against the formation of phenolic substances on Pelargonium tissues during in vitro-culture. TDZ was the most effective substance for callus induction and regeneration of adventitious shoots. The colour of leaves and flowers in the adventitious plants regenerated from tissue of the triply marked chimera ’Weißer Liebling’ (GWG, WRR, DHH) were correlated with the genotype of L1. However, somaclonal variability of ploidy levels was observed. The size of stomata on adventitious plants from the clone 5/74/2 (PHH) was similar to from DHH-tissue, mostly in the range of diploid, only rarely in tetraploid or mixed ploidy. Derivates of the original polyploid and haploid cells of the cultivated tissue were not found. Evidently, cell selection and mutation occurred during the in vitro-culture. 8.6% Adventitious shoots with new chimeral patterns were regenerated from chimeral GWG- and GGW-explants of Pelargonium zonale `Ms. Pollock`. More chimeras from GGW explants were obtained than from GWG explants. This result showed that cells in both L2 and L3 derived tissues of the explants were involved in the regeneration of the adventitious shoots.