In der langjährigen Nachbetreuung von Kleinkindern sehr niedrigen Geburtsgewichts fiel klinisch ein erhöhtes Aktivitätsverhalten auf. Diese Beobachtung sollte durch ein objektives Messverfahren verifiziert werden. Die Praktikabilität der Aktographie für diese Fragestellung wurde überprüft. In dieser Studie trugen 43 VLBW-Kinder und eine Gruppe von 19 reif geborenen Kindern während der Entwicklungsdiagnostik mit dem Griffiths-Test im korrigierten Alter von 20 Monaten ein Aktometer. Zusätzlich wurde von den Eltern und Untersuchern der Kinder eine subjektive Einschätzung des Aktivitätsverhaltens erhoben. Es zeigte sich, dass die VLBW-Kinder im Rahmen dieser Studie während der Entwicklungsdiagnostik eine signifikant höhere motorische Aktivität als die Kinder der Referenzgruppe hatten. Die Häufigkeit von Ruhemomenten während der Untersuchungssituation korrelierte positiv mit dem Geburtsgewicht und mit dem Gestationsalter. Die subjektiven Einschätzungen der Eltern und Untersucher stimmten gut mit den objektiv ermittelten Daten überein. Kinder mit mehr Ruhemomenten während der Untersuchung erzielten auch günstigere Ergebnisse in ihren Entwicklungsquotienten. Das Geschlecht der Kinder und die Schulbildung der Mutter hatten keinen Einfluss auf das Aktivitätsverhalten der Kinder. Die klinische Beobachtung erhöhter Aktivität bei VLBW-Kindern im Kleinkindalter ließ sich durch den Einsatz des Aktometers im Rahmen dieser Studie objektivieren. Die Verwendung eines Aktometers in der klinischen Routine ist denkbar, auf Grund der gut mit den Messdaten übereinstimmenden Einschätzung erfahrener Untersucher jedoch in diesem Zusammenhang, auch unter ökonomischen Aspekten, nicht erforderlich. Um den Kindern mit erhöhtem Aktivitätsverhalten und/oder niedrigem Entwicklungsstand eine möglichst günstige Weiterentwicklung zu ermöglichen, sollte ihnen und ihren Familien eine angemessene Unterstützung zur Verfügung gestellt werden. / In the longterm follow up of VLBW infants, an increased motor activity has been noted. Verification of this observation was sought by means of an objective measurement. For this purpose, the practicability of actigraphic monitoring was evaluated. In this study, 43 VLBW children and a reference group of 19 mature born children at the corrected age of 20 months wore an actometer during the developmental diagnostics with the Griffithstest. In addition, a subjective assessment of the motor activity was obtained from the parents and examiners. It became clear that within the framework of this study the VLBW children had a significant higher motor activity than the children within the reference group. The frequency of moments where the children rested without movement during the assessment situation correlated positively with the birthweight and the gestational age. The personal evaluation of the parents and the examiners corresponded well with the objectively obtained data. The children with a higher degree of motionless moments during the examination scored better results in their developmental quotients as well. The sex of the children and the level of education of their mothers had no effect on the motor activity of the children. The clinical observation of increased motor activity of VLBW infants in the corrected age of 20 months could have been objectivated during this investigation by the use of actigraphic monitoring. The use of an actometer in the clinical routine might be practical. Considering the evaluation of the results of this study as well as the economical aspects, the use of actigraphic monitoring is not necessarily needed. In order to allow the best possible further development for the children with increased motor activity and /or low state of development, an appropriate support for them and their families should be offered.

Im Rahmen einer prospektiven Studie wurde die Inzidenz der Reaktivierung des Humanen Cytomegalievirus (HCMV) bei stillenden Müttern, sowie die Virusübertragung auf ihre Frühgeborenen untersucht. Mit In vitro Experimenten wurde der Einfluss von Muttermilch auf die Reaktivierung und Replikation vom HCMV untersucht. Die Muttermilch von 73 Müttern, sowie Urin- und Trachealproben ihrer 89 Frühgeborenen wurden über 2 Monate post partum wöchentlich auf HCMV DNA untersucht. Eine Reaktivierung des Virus wurde bei 95% der latent infizierten Mütter beobachtet. Zu einer Virusübertragung kam es bei 42% der HCMV-positiven Müttern auf ihre gestillten Kinder. Insgesamt infizierten sich 22 der 89 Frühgeborenen im Untersuchungszeitraum, in zwei Fällen kam es zu schweren symptomatischen Krankheitsverläufen. Infizierte Frühgeborene zeigten im Vergleich zu Nicht-Infizierten höhere Inzidenzen von Amnioninfektionssyndrom, respiratory distress syndrome und Bronchopulmonarer Dysplasie. Die Studie bestätigt ein signifikant hohes Risiko einer Übertragung von HCMV durch Muttermilch auf Frühgeborene mit teils schwerwiegendem Verlauf und eine hohe Reaktivierungsrate von HCMV in der laktierenden Brust. Daher wurde ein möglicher Einfluss von Muttermilch auf die Reaktivierung bzw. Replikation von HCMV konstatiert und der Effekt von Muttermilch auf die Aktivität des HCMV Immediate Early (IE)1/2 Enhancer/Promotors, die Virusreplikation und IE Protein Synthese in monozytären Zellen und humanen Lungenfibroblasten untersucht. Sämtliche Milchproben stimulierten den HCMV Immediate Early (IE)1/2 Enhancer/Promotor und die IE Protein Synthese in einer charakteristischen Kinetik, mit höchsten Stimulationsraten durch Molkeproben der 1.-2. Woche post partum, 2-3 Wochen vor dem Zeitpunkt der höchsten Viruslast in der Muttermilch. Durch Promotermutanten und inhibitorische Substanzen wurde gezeigt, dass die Stimulation des IE1/2 Enhancer/Promotors ein multifaktorieller Prozeß ist, an dem Glukokortikoide eine signifikante Rolle spielen. / In a clinical trial, the incidence of human cytomegalovirus (HCMV) reactivation in breastfeeding mothers, virus transmission to their breastfed preterm infants and the effects of breast milk on HCMV reactivation and replication were studied. Breast milk from 73 mothers as well as urine and tracheal aspirates of their 89 infants were screened weekly for HCMV-DNA during 2 months after delivery. HCMV reactivation and virus shedding could be confirmed in 95% of latently infected mothers. Mother-to-child transmission was concluded for 42% HCMV DNA positive mothers. 22 breastfed infants acquired HCMV infection, two of them with severe symptomatic HCMV infection. The infected infants demonstrated higher incidences of amniotic infection, respiratory distress syndrome and bronchopulmonary dysplasia compared to noninfected infants. We could therefore confirm a high incidence of HCMV reactivation in lactating mothers and a significant risk of transmission to preterm infants by breastfeeding with the possibility of severe disease. The high rates of virus reactivation in mothers led us to focus on the effect of human milk on HCMV reactivation and replication in vitro: Breast milk from 12 breastfeeding mothers was tested for their effects on HCMV Immediate Early (IE)1/2 enhancer/promoter activity, viral replication and IE protein expression in monocytic cell lines and human embryonal lung fibroblasts. All milk samples stimulated HCMV IE1/2 enhancer/promoter activity und IE protein synthesis in these cell lines. The effects followed a characteristic kinetics over time: highest stimulation rates were seen with milk whey collected during the first and second week after delivery preceding the peak in viral load for 2-3 weeks. By using promoter mutants and inhibitors it could be demonstrated that stimulation of the IE1/2 enhancer/promoter is a multifactorial effect in which glucocorticoids play a significant role.

Beim neonatalen Atemnotsyndrom ist die Beatmung der Frühgeborenen mit hohen Sauerstoffpartialdrücken eine oft lebensrettende Therapie. Durch diese therapeutische Hyperoxie entstehen allerdings vermehrt reaktive Sauerstoffspezies, die an der Pathogenese verschiedener Lungenerkrankungen beteiligt sind. Ziel dieser Arbeit ist es, Modelle für oxidativen Stress in der Lunge zu entwickeln und die Mechanismen der oxidativen Schädigung näher zu charakterisieren. Folgende Modelle werden untersucht: 1. Untersuchung von isolierten Typ-II-Zellen aus Hyperoxie-exponierten bzw. Kontroll-Ratten (in vivo) und 2. Kultivierung isolierter Typ-II-Zellen in Gegenwart von H2O2 (in vitro). Wir zeigen in dieser Arbeit, das erst die Kultivierung von Typ-II-Zellen unter Basalbedingungen zu einem starken Anstieg der Expression von Hitzeschockproteinen (HSP) führt, wohingegen frisch isolierte Zellen keine HSP exprimieren. In Übereinstimmung mit der neueren Literatur schließen wir daraus, dass allein die basalen Zellkulturbedingungen für die Zellen ein Stressfaktor darstellen können. Unter 44-stündiger Hyperoxie steigt die Konzentration der PAF-ähnlichen Oxidationsprodukte von Phospholipiden (PAF-RC) lediglich im Blutplasma an, bleibt dagegen in der Lungenlavage unverändert. PAF-RC wirken über den Rezeptor des Thrombozyten-aktivierenden Faktors (PAF) proinflammatorisch und werden durch die PAF- Acetylhydrolase (PAF-AH) abgebaut. Unter Hyperoxie ist die PAF-AH-Aktivität im Blutplasma unverändert, in der Lavage jedoch auf ein Drittel vermindert. Wir nehmen daher an, dass die hyperoxische Lungenschädigung weder durch eine verminderte PAF-AH- Aktivität noch durch die direkte Peroxidation von Surfactantlipiden in den Alveolen vermittelt wird. Wahrscheinlich wird die pulmonale Sauerstofftoxizität durch die Lipidperoxidation im Blutgefäßsystem oder –plasma verursacht. Unter H2O2-Stress werden in den Typ-II-Zellen zum einen ungesättigte Surfactantlipide oxidiert, zum anderen wird die Aufnahme von Palmitinsäure in die Zelle und die Synthese von Phosphatidylcholin gehemmt. Der entscheidende Schritt ist dabei vermutlich die oxidative Hemmung eines Schlüsselenzyms der Phospholipidsynthese, der Glycerol-3- Phosphat-Acyltransferase (G3PAT). Die Konzentration der zellulären Antioxidantien Vitamin E und Glutathion ist scheinbar zu gering, um die G3PAT und die zellulären Lipide vor der v.a. initial sehr hohen H2O2-Belastung zu schützen. / Ventilation of preterm babies with infant respiratory distress syndrome (IRDS) using high oxygen pressures is often a life-saving therapy. A severe side effect of this therapeutic hyperoxia though, is the formation of reactive oxygen species that are involved in the pathogenesis of different lung diseases. This thesis is designed to develop models for oxidative stress in the lung and to further characterise the mechanisms of oxidative damage. The following models have been examined: 1. Examination of isolated type II cells from hyperoxia-exposed and control rats (in vivo). 2. Cultivation of isolated type II cells in the presence of H2O2 (in vitro). In this thesis we show that only by cultivating type II cells under basal conditions the expression of heat shock proteins (HSP) is strongly activated, whereas freshly isolated cells do not express HSP. We conclude in accordance with the newer literature, that the basal cell culture conditions alone can represent a stress factor for the cells. Under 44 hours of hyperoxia the concentration of the PAF-like oxidation products of phospholipids (PAF-RC) rises only in blood plasma, but not in the lung lavage. PAF- RC act proinflammatory via the platelet-activating factor (PAF) receptor and are degraded by the PAF-Acetylhydrolase (PAF-AH). Hyperoxia does not affect the PAF- AH-activity in blood plasma, but decreases it to one third in the lavage. According to these findings we assume that neither the decreased PAF-AH activity nor the direct peroxidation of surfactant lipids in the alveoli cause hyperoxic lung injury. More likely the pulmonary surfactant toxicity is caused by the lipid peroxidation in the blood vessel system or blood plasma. Under H2O2 stress unsaturated surfactant lipids in the type II cells are oxidated on the one hand, on the other hand the palmitic acid uptake in the cells as well as the phosphatidylcholine synthesis is inhibited. The oxidative inhibition of glycerol-3- phosphate-acyltransferase (GPAT), the key enzyme of phospholipid synthesis, is supposed to be the crucial step. It seems that the concentration of the antioxidants vitamin E and glutathione is not sufficient enough to protect the GPAT and the cellular lipids from the especially initially high concentrations of H2O2.

Die intratracheale Applikation von Perfluorcarbonen (PFC) in ungeschädigte Lungen, z.B. als Röntgenkontrastmittel und zur PFC-induzierten cerebralen Kühlung, wird derzeit diskutiert. Ob es aufgrund der Dichte und Sauerstofflöslichkeit der PFC zu einer Beeinflussung der cerebralen Oxygenierung und Hämodynamik durch die pulmonale PFC Applikation kommt, ist bisher unbekannt. Änderungen der Konzentration von cerebralem oxygeniertem und totalem Hb koennen mittels Near-infrared Spectroscopy gemessen werden. I.) Effekt durch die PFC-Applikation in gesunde Lungen neugeborener Ferkel: Es wurden zwei verschiedene Applikationsgeschwindigkeiten (30 ml PFC pro kg Körpergewicht als Bolusgabe versus 1,5 ml/min pro kg) und zwei Füllvolumen (30 versus 10 ml/kg) verglichen. Die Bolusgabe bewirkt einen sofortigen Abfall des PaO2 und der cerebralen Oxygenierung, bei langsamer Gabe des gleichen Volumens ist dies weniger ausgeprägt. Mit 10 ml/kg PFC fand sich nahezu keine Beeinflussung der Parameter. II.) Effekte der Änderung der FiO2 in PFC-gefüllten Lungen: Hierfür wurden Änderungen der FiO2 unter konventioneller Druckbeatmung vor PFC-Applikation und unter PFC-Füllung (30 oder 10 ml/kg PFC) verglichen. Beide PFC-Volumen (mit FiO2 1,0) bedingten PaO2-Werte wie unter CMV mit FiO2 von 0,5. Mit 30 ml/kg PFC kam es unter FiO2 von 0,5 zur Abnahme des cerebralen oxygenierten Hb. Zusammenfassend ergibt sich, dass die Applikation von 10 ml PFC/kg bevorzugt werden sollte. Bei kompletter Füllung der Lungen werden durch langsame Applikation cerebrale Nebenwirkungen minimiert. In PFC-gefüllten gesunden Lungen ist zum Erhalt der systemischen und cerebralen Oxygenierung die FiO2 zu erhöhen. / Intratracheal administration of perfluorochemicals (PFC) has been suggested for reasons other than respiratory insufficiency, such as pulmonary imaging and PFC-associated brain cooling. Due to their high density and oxygen solubility, PFC application has been described to affect systemic hemodynamics and oxygenation during liquid ventilation. Whether the PFC application into healthy lungs or changes in inspired oxygen fraction (FiO2) in PFC-filled healthy lungs affects cerebral hemodynamics is not known. Changes in the concentration of cerebral oxygenated and total Hb can be measured by near-infrared spectroscopy (NIRS). I.) Initial effects of PFC application into healthy lungs of newborn piglets: Two different filling modes (rapid versus slow) and two different filling volumes (slow filling of 30 versus 10 ml PFC/kg body weight) were compared. Rapid filling caused an immediate drop of systemic and cerebrale oxygenation, which was less prominent by filling 30 ml/kg PFC slowly. Almost no changes for all parameters were found with 10 ml kg/PFC. II.) Effects of variations in FiO2 in the PFC filled lungs of healthy piglets: Changes in FiO2 during conventional mechanical ventilation (CMV) prior to PFC-application and in the PFC-filled lungs (30 ml/kg or 10 ml/kg PFC) were compared. Both PFC-volumes (at a FiO2 of 1.0) caused PaO2-values that were similar to CMV with FiO2 of 0.5. In the 30 ml/kg PFC group a reduction of cerebral oxygenated Hb was found at FiO2 of 0.5. According to the data application of 10 ml/kg PFC should be preferred. If complete filling of the lung is needed, the slow administration of PFC minimizes cerebral side effects. In PFC- filled healthy lungs an increase in FiO2 is necessary to maintain systemic and cerebral oxygenation.

In der vorliegenden Arbeit wurde anhand der im Rahmen des Vermont-Oxford-Neonatal-Networks erhobenen Daten an der Berliner Klinik für Neonatologie der Charité Campus Mitte und der Abteilung für neonatologische Intensivmedizin der Universitätskinderklinik in Innsbruck ein Benchmarking-Projekt für die Jahre 1997 bis 2001 durchgeführt. Nach der Analyse des Outcomes wurde eine Analyse der externen Evidenz anhand von Literatursuche in PubMed und der Cochrane Datenbank für systematische Reviews durchgeführt. Danach wurde ein Fragebogen entworfen, der gezielt Handlungsstrategien und -richtlinien bezüglich der relevanten Outcome-Parameter erfragt. Für das Benchmarking-Projekt wurden das Atemnotsyndrom, die nekrotisierende Enterokolitis und die bakteriellen Infektionen ausgewählt. Die Analyse der Handlungsstrategien durch den Fragebogen zeigte, dass in den drei Bereichen respiratorische Interventionen, Nahrung und Ernährung sowie im Infektionsmanagement Unterschiede vorlagen. In der Diskussion zeigte sich, dass in vielen Bereichen noch Bedarf nach guter externer Evidenz und weiterer Forschung besteht. / This dissertation presents the results of a 1997 - 2001 benchmark project in co-operation with the "Berliner Klinik für Neonatologie der Charité Campus Mitte" and the "Abteilung für neonatologische Intensivmedizin der Universitätskinderklinik" in Innsbruck. The study is based on the Vermont-Oxford-Neonatal-Network''s data. After analysing the results, further evidence was analysed by way of literary research in PubMed and the Cochrane Database of Systematic Reviews. Afterwards, a questionnaire was created, lining out the clinical guidelines of the relevant outcome parameters. The respiratory distress syndrom, the necrotising enterocolitis and the bacterial infections were selected for the benchmark. The internal guidelines'' analysis showed that there were differences between the two clinics'' results in respiratory interventions, feeding and the management of infections. The discussion made clear that research based on further evidence is necessary in many fields.