Purpose: To evaluate the efficiency of a multimodality approach consisting of transcatheter arterial chemoembolization (TACE) and radiofrequency ablation (RFA) as bridging therapy for patients with hepatocellular carcinoma (HCC) awaiting orthotopic liver transplantation (OLT) and to evaluate the histopathological response in explant specimens. Materials and Methods: Between April 2001 and November 2011, 36 patients with 50 HCC nodules (1.4–5.0 cm, median 2.8 cm) on the waiting list for liver transplantation were treated by TACE and RFA. The drop-out rate during the follow-up period was recorded. The local efficacy was evaluated by histopathological examination of the explanted livers. Results: During a median follow-up time of 29 (4.0–95.3) months the cumulative drop-out rate for the patients on the waiting list was 0, 2.8, 5.5, 11.0, 13.9 and 16.7% at 3, 6, 12, 24, 36 and 48 months, respectively. 16 patients (with 26 HCC lesions) out of 36 (44.4%) were transplanted by the end of study with a median waiting list time of 13.7 (2.5–37.8) months. The histopathological examination of the explanted specimens revealed a complete necrosis in 20 of 26 HCCs (76.9%), whereas 6 (23.1%) nodules showed viable residual tumor tissue. All transplanted patients are alive at a median time of 29.9 months. Imaging correlation showed 100% specificity and 66.7% sensitivity for the depiction of residual or recurrent tumor. Conclusion: We conclude that TACE combined with RFA could provide an effective treatment to decrease the drop-out rate from the OLT waiting list for HCC patients. Furthermore, this combination therapy results in high rates of complete tumor necrosis as evaluated in the histopathological analysis of the explanted livers. Further randomized trials are needed to demonstrate if there is a benefit in comparison with a single-treatment approach. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Effects of a deoxynivalenol contaminated diet on feed intake and health status in horses.

Es wurden 44 Hunde mit einem kongenitalen Portosystemischen Shunt präoperativ hinsichtlich ihrer Leberzellintegrität (ALT, AP, GLDH, GGT) und ihrer hepatischen Synthese- (Harnstoff, Cholesterin, Albumin) bzw. Metabolisierungsrate (Ammoniak) untersucht. Die hepatische Durchblutungs- und Resorptionsrate wurde anhand des Verlaufs der Serumgallensäuren im Gallensäuren-Stimulationstest mit Ceruletid (0,3µg/kg KM i.v.)vor und 30 min nach Stimulation (FSBA; PSBA) beurteilt. Eine Verlaufsuntersuchung erfolgte bei den Hunden, bei denen das Shuntgefäß in zwei Operationen verschlossen worden war. Die Untersuchungen wurden jeweils prae operationem, am zweiten, vierten und siebten Tag post operationem sowie abschließend mindestens 120 Tage nach vollständigem Verschluss des Shuntgefäßes durchgeführt. Es wurden die Ergebnisse der einzelnen Untersuchungstage untereinander mit Hilfe des gepaarten t-Tests sowie mit einer Kontrollgruppe (63 lebergesunde Hunde)unter Anwendung des unpaaren t-Tests verglichen. / The hepatic enzymes: alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (AP), glutamat dehydrogenase (GLDH), gamma-glutamyl transferase (GGT); the hepatic synthetic (urea, cholesterol, albumin) and metabolic activity (ammonia) and the hepatic blood flow (serum bile acid stimulation test) were determined in 44 dogs with congeintal portosystemic shunt and in 63 healthy dogs. After determination of fasting serum bile acids (FSBA), the gallbladder contraction was induced by administration of 0,3µg/kg iv ceruletide (Takus). Blood samples of the poststimulatin serum bile acids (PSBA) were taken 30 minutes post administration. The portosystemic shunt was first attenuated (surgery 1) and 4 weeks later completely ligated (surgery 2). All dogs treated with this surgical procedure were examined with the described laboratory design before surgery, the second, the fourth, the seventh day after surgery and approxiamtely 120 days after complete ligation in a follow up study. To compare the developmentof the biochemical and hepatic alterations the paired and unpaired t-test were used.

Einleitung: Im Rahmen umfangreicher statistischer Erhebungen in den Jahren 2007 bis 2017 wurde der Gesundheitsstatus von konventionell und ökologisch gemästeten Puten während der Aufzucht- bzw. Mastphase in Deutschland erfasst. In der unmittelbar vorangegangenen Studie (Bio1) wurde festgestellt, dass ökologisch gemästete Kelly Broad Breasted Bronze (BBB)-Puten im Vergleich zu konventionell gemästeten B.U.T. 6-Puten eine signifikant erhöhte Prävalenz für Leberveränderungen aufwiesen. Besonders auffällig war ein um das Neunfache erhöhtes Auftreten grün gefärbter Lebern (GL). Ziele der Untersuchungen: Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit war die explorative Erhebung und Evaluation infektiöser Faktoren, welche einen kausalen Einfluss auf die Entstehung einer Grünfärbung der Leber bei nach ökologischen Richtlinien gehaltenen Mastputen haben. Tiere, Material und Methoden: Insgesamt wurden 343 Bronze-Hennen einer Cartier Genetik aus fünf verschiedenen Mastbeständen in jeweils zwei Durchgängen mit je zwei Untersuchungsterminen (U1 = 70.– 75. Masttag, U2 = 120. – 127. Masttag) klinisch und pathologisch-anatomisch untersucht. Die Stichprobengröße von 20 Puten je Untersuchungstermin errechnete sich anhand einer erwarteten Prävalenz für GL von 27,7 % mit einem unteren 95 %-Konfidenzintervall von 18,5 % (ausgehend von Bio1), sowie einer laut VO (EG) Nr. 889/2008 maximal erlaubten Herdengröße von 2500 Tieren. Bei jeweils sechs Hennen ohne und, falls GL vorhanden, bis zu sechs Hennen mit GL schließen sich pathologisch-histologische, mikrobiologische, parasitologische und virologische Untersuchungen an. Insgesamt wurden 130 Hennen weiterführend untersucht. Die statistischen Berechnungen wurden je nach Skalierung, Verteilung und Homoskedastizität der Daten als Korrelationsberechnungen (Korrelationskoeffizient nach Bravais-Pearson, Spearman'scher Rangkorrelationskoeffizient) und Hypothesentests (Chi-Quadrat-Test, ungepaarter t-Test, Mann-Whitney-U-Test) durchgeführt. Im Vergleich mehrerer Gruppen wurde eine einfaktorielle ANOVA bzw. der Kruskal-Wallis-Test mit sich jeweils anschließendem Tukey Post-Hoc Test oder Games-Howell Post-Hoc Test implementiert. Das Signifikanzniveau lag bei p ≤ 0,05. Ergebnisse: Die Prävalenzen für GL haben sich im Vergleich zur Vorstudie deutlich verringert. In Bio1 konnte dieser Befund bei 33,1 % der ökologisch gehaltenen Kelly-BBB-Hennen am Schlachthof erhoben werden. In der aktuellen Studie lag die Prävalenz bei den Bronze-Hennen einer Cartier-Genetik im Zuge der pathologisch-anatomischen Untersuchungen mit 9,0 % (95 %-KI [0,06;0,12]) deutlich darunter. Zwischen den einzelnen Beständen fanden sich jedoch Schwankungen zwischen 0,0 % bis 68,4 %. Pathomorphologisch zeigten die GL im Vergleich zu physiologischen Lebern signifikant häufiger eine Infiltration von Entzündungszellen (U1 p ≤ 0,05, U2 p ≤ 0,05) und waren signifikant schwerer (U1 p ≤ 0,05, U2 p ≤ 0,01). Hennen mit GL wiesen zu beiden Untersuchungszeitpunkten ein signifikant geringeres Körpergewicht auf (U1 p ≤ 0,05, U2 p ≤ 0,001). Zu U1 waren bei Hennen mit einer GL signifikant häufiger entzündliche Reaktionen im Dünndarm festzustellen (p ≤ 0,001). Zu U2 wiesen Hennen mit GL signifikant häufiger makroskopische (p ≤ 0,001) und histologische (p ≤ 0,05) Knochenläsionen auf. Die kausale Pathogenese unterscheidet sich zwischen den zwei Untersuchungszeitpunkten. Der Nachweis des immunsupprimierenden Hämorrhagischen Enteritis-Virus (HEV) korreliert signifikant mit der GL in der frühen Mastphase (p ≤ 0,001). Weiterhin wiesen die Hennen mit HEV-Infektion signifikant häufiger pathologische Veränderungen in Milz (Splenomegalie zu U2 p ≤ 0,001) und Duodenum (katarrhalische Duodenitis zu U1 p ≤ 0,001) auf. Zu U2 manifestierte sich bei Hennen mit GL eine signifikant reduzierte Gewichtsentwicklung (p ≤ 0,001). Die HEV positiven ungeimpften Hennen zeigten die höchsten Prävalenzen für GL zu beiden Untersuchungen (U1 = 35,9 %, U2 = 20,0 %), sowie die höchste mittlere Mortalitätsrate (9,15 %). Zu U1 konnten bei diesen Hennen die höchsten relativen Milzgewichte (0,12 %) und die für das HEV charakteristischen Einschlusskörper in Milz und Duodenum gefunden werden. Darüber hinaus wiesen diese Hennen zu U2 die höchsten Prävalenzen für pathologische Veränderungen am Bewegungsapparat (20,0 %) auf. Zu U2 korrelierten die GL signifikant mit dem Vorhandensein von makroskopischen Läsionen des Bewegungsapparats (p ≤ 0,001) sowie einer aseptischen Osteomyelitis (p ≤ 0,05). Somit kann bei den älteren Puten in wesentlichen Punkten vom klassischen Turkey Osteomyelitis Complex (TOC) und einem akuten Entzündungsgeschehen gesprochen werden. Der TOC charakterisiert sich dabei durch das gleichzeitige Vorliegen einer GL und pathologischen Prozessen am Bewegungsapparat, welche durch Escherichia coli und Staphylococcus aureus hervorgerufen werden können. Letzterer ließ sich bei einer Henne mit GL aus multiplen Organen und dem Kniegelenk isolieren. Schlussfolgerungen: Die Befunde dieser Forschungsarbeit sprechen für eine deutliche gesundheitliche Beeinträchtigung der Puten mit einer GL. Die Schädigung der Leber als zentrales Stoffwechselorgan stellt dabei einen ernstzunehmenden Indikator für die Tiergesundheit bei Mastputen dar. Des Weiteren lassen die Befunde vermuten, dass eine Infektion mit dem HEV die Tiergesundheit auch langfristig negativ beeinflusst. Liegen innerhalb eines Durchgangs Prävalenzen von mehr als 1 % für GL vor, so sollte im Sinne des Tierwohls und des Verbraucherschutzes eine Ursachenanalyse mit folgenden Reduktionsmaßnahmen durchgeführt werden. Die Schwankungen der Prävalenzen zwischen den einzelnen Beständen sprechen jedoch dafür, dass die Entstehung der GL keine universell in der ökologischen Putenhaltung vorkommende Problematik darstellt. Der mit den GL im Zusammenhang stehende TOC konnte in dieser Studie als ein multifaktoriell bedingtes Geschehen charakterisiert werden. Dieses wird unter anderem von interagierenden Faktoren wie der Gesundheitsprophylaxe (insb. die Impfung gegen HEV), bakteriellen, parasitären oder viralen Erregern beeinflusst. In Bezug auf das HEV konnte ein negativer Effekt auf die Tiergesundheit inklusive häufig grün gefärbter Lebern nachgewiesen werden. Somit stellt die HEV-Impfung mit einer an die aktuell zirkulierenden Stämme angepassten Vakzine eine Möglichkeit dar diesen Faktoren auch langfristig vorzubeugen.

Purpose of the Review Mitochondrial dysfunction has long been proposed to play a crucial role in the pathogenesis of a considerable number of disorders, such as neurodegeneration, cancer, cardiovascular, and metabolic disorders, including obesity-related insulin resistance and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Mitochondria are highly dynamic organelles that undergo functional and structural adaptations to meet the metabolic requirements of the cell. Alterations in nutrient availability or cellular energy needs can modify their formation through biogenesis and the opposite processes of fission and fusion, the fragmentation, and connection of mitochondrial network areas respectively. Herein, we review and discuss the current literature on the significance of mitochondrial adaptations in obesity and metabolic dysregulation, emphasizing on the role of hepatocyte mitochondrial flexibility in obesity and NAFLD. Recent Findings Accumulating evidence suggests the involvement of mitochondrial morphology and bioenergetics dysregulations to the emergence of NAFLD and its progress to non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Summary Most relevant data suggests that changes in liver mitochondrial dynamics and bioenergetics hold a key role in the pathogenesis of NAFLD. During obesity and NAFLD, oxidative stress occurs due to the excessive production of ROS, leading to mitochondrial dysfunction. As a result, mitochondria become incompetent and uncoupled from respiratory chain activities, further promoting hepatic fat accumulation, while leading to liver inflammation, insulin resistance, and disease’s deterioration. Elucidation of the mechanisms leading to dysfunctional mitochondrial activity of the hepatocytes during NAFLD is of predominant importance for the development of novel therapeutic approaches towards the treatment of this metabolic disorder.

Einleitung: In vorhergehenden Studien zur Gesundheit von Mastputen in Deutschland waren am Schlachthof auffallend hohe Prävalenzen von grün verfärbten Lebern bei unter ökologischen Bedingungen gemästeten Puten im Vergleich zu konventionell gemästeten Puten aufgefallen. Die Ursache für die Grünfärbung konnte bislang nicht abschließend geklärt werden und eine multifaktorielle Ätiologie wurde vermutet, bei der eine Schwächung des Immunsystems einen größeren Einfluss auf die Entstehung hat als einzelne Krankheitserreger. Von der Vitamin D3-Versorgung und dem Futterentzug abgesehen, gab es noch keine Untersuchungen zu nutritiven Einflüssen auf die Entstehung der grünen Lebern. Ziele der Untersuchung: Ziel dieser Studie war es, die formale Pathogenese grüner Lebern zu klären und mögliche nutritive Einflüsse auf die Entstehung des Grüne-Leber-Syndroms zu identifizieren. Um dies zu erreichen, sollte ein möglicher direkter Einfluss von Nährstoffkonzentrationen im Futter auf die Prävalenz grüner Lebern sowie eine indirekte Wirkung der Nährstoffversorgung auf den Zustand des Immunsystems und die Leberfunktion betroffener Puten in Zusammenhang mit dem Grüne-Leber-Syndrom untersucht werden. Tiere, Material und Methoden: Aus fünf verschiedenen Betrieben wurden während zwei aufeinanderfolgenden Mastdurchgängen Futterproben von zehn weiblichen Bronzeputen-Herden aus allen fünf Fütterungsphasen gesammelt und analysiert. Die Konzentrationen der Rohnährstoffe, Energie, Aminosäuren, Mengenelemente, Spurenelemente und Vitamine D3 und E wurden bestimmt. Insgesamt 360 weibliche Bronzeputen (20 aus jeder Herde bei zwei ausgefallenen Untersuchungen) wurden zu zwei Untersuchungszeitpunkten (im Alter von 70 bis 75 Tagen bzw. 120 bis 127 Tagen) geschlachtet und auf das Vorliegen einer grünen Leber untersucht. Bei sechs Puten mit (falls vorhanden) und sechs Puten ohne grüne Leber wurden hämatologische und klinisch-chemische Blutuntersuchungen durchgeführt und die Leberkonzentration von Vitamin E und Selen bestimmt (130 Putenhennen insgesamt). Bei der statistischen Auswertung der Ergebnisse wurden die Blutparameter und Lebergewebskonzentrationen von Individuen mit bzw. ohne grüne Leber sowie von Puten aus Herden mit bzw. ohne Vorkommen von grünen Lebern zu beiden Untersuchungszeitpunkten getrennt verglichen. Hierfür wurden die Daten mithilfe des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalverteilung getestet. Normalverteilte Daten wurden mit dem t-Test für unabhängige Stichproben verglichen, nicht normalverteilte Daten mit dem Mann-Whitney-U-Test zur Überprüfung auf Signifikanz zwischen zwei unabhängigen Stichproben. Darüber hinaus wurden Korrelationsberechnungen zwischen den angebotenen Energie- und Nährstoffkonzentrationen in den relevanten Versorgungsphasen und der Prävalenz grüner Lebern sowie der analysierten Blutparameter zu beiden Untersuchungszeitpunkten durchgeführt. Dies erfolgte bei Normalverteilung der Daten mittels Korrelationskoeffizient nach Bravais-Pearson (r) und bei nicht normalverteilten Daten mittels Spearman’schem Rangkorrelationskoeffizienten (ρ). Unterschiede wurden bei zweiseitiger Irrtumswahrscheinlichkeit von p ≤ 0,05 als signifikant gewertet. Ergebnisse: Grüne Lebern wurden mit einer Prävalenz von 8,7 % in der frühen Mastphase (0,0 bis 68,4 % innerhalb der einzelnen Herden) und 9,4 % in der späten Mastphase (0,0 bis 26,3 % innerhalb der Herden) festgestellt. In beiden Mastphasen wurden bei Individuen mit grüner Leber eine signifikant höhere Gesamtleukozytenzahl und ein niedrigeres Albumin/Globulin-Verhältnis nachgewiesen. Im Alter von 70 bis 75 Tagen war dies bedingt durch eine höhere Lymphozytenzahl bzw. eine niedrigere Albuminkonzentration, während im Alter von 120 bis 127 Tagen mehr heterophile Granulozyten und eine höhere Globulinkonzentration ursächlich waren. In der frühen Mastphase wiesen Individuen mit grüner Leber auch eine signifikant höhere Glutathionperoxidase (GPX-) sowie Glutamatdehydrogenase-Aktivität verglichen mit gesunden Puten auf. Bei Puten aus Herden mit dem Vorkommen grüner Lebern zum frühen Untersuchungszeitpunkt wurden mehr Leukozyten und eine höhere GPX-Aktivität nachgewiesen. Es wurden niedrigere Vitamin E-Gehalte in der Leber beim Auftreten von grünen Lebern verglichen mit unauffälligen Herden gemessen. Die Nährstoffgehalte der Phasenfuttermittelproben waren überwiegend homogen und im Vergleich zur Vorgängerstudie deutlich verbessert. Mengen- und Spurenelement- sowie Vitamingehalte waren bedarfsdeckend und lagen teilweise über den gesetzlichen Grenzwerten, aber nicht in toxischen Bereichen. Die Aminosäuren- und Energiekonzentrationen lagen zum Ende der Mastphase unter den aktuellen Empfehlungen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie sowie der Polish Academy of Sciences und des polnischen Zweigs der World’s Poultry Science Association. Eine signifikant negative Korrelation zwischen der Prävalenz grüner Lebern und dem Gehalt einzelner Aminosäuren in verschiedenen Versorgungsphasen konnte dargestellt werden. Schlussfolgerungen: Das Auftreten des Grüne-Leber-Syndroms war zu beiden Untersuchungszeitpunkten durch einen Entzündungsprozess charakterisiert, der sich in der frühen Mastphase subakut und herdenübergreifend darstellte, während in der späten Mastphase ein akuter Entzündungsprozess bei Individuen mit grüner Leber stattfand. Die Ergebnisse der Futteranalysen, Blutuntersuchungen und Vitamin E- und Selen-Leberkonzentrationen lassen auf eine adäquate Immunantwort auf oxidativen Stress schließen. Das Auftreten einer grünen Leber kann als Zeichen für eine Entzündungsreaktion im Körper der betroffenen Puten aufgrund verschiedener Pathogene gewertet werden. Ein direkter nutritiver Trigger für das Auftreten des Grüne-Leber-Syndroms konnte aufgrund der Limitationen der Studie und der homogenen Nährstoffgehalte der Futterproben nicht festgestellt werden. Der Einfluss einer adäquaten Nährstoffversorgung wird aufgrund der Ergebnisse dieser Studie postuliert und wäre in experimentellen Untersuchungen unter standardisierten Bedingungen zu überprüfen.:Abkürzungsverzeichnis III Tabellenverzeichnis V 1 Einleitung S.1 2 Literaturübersicht S.2 2.1 Das Grüne-Leber-Syndrom der Pute S.2 2.1.1 Auftreten und Prävalenz S.2 2.1.2 Kausale Pathogenese des Grüne-Leber-Syndroms S.2 2.1.2.1 Zusammenhang mit dem Turkey Osteomyelitis Complex S.2 2.1.2.2 Faktoren für das Grüne-Leber-Syndrom S.3 2.1.3 Formale Pathogenese der grün verfärbten Leber S.4 2.1.4 Hämatologische und klinisch-chemische Parameter in Zusammenhang mit Hepatopathien beim Vogel S.5 2.1.5 Nutritive Einflussfaktoren auf das Immunsystem in Zusammenhang mit dem Grüne-Leber-Syndrom S.6 2.1.5.1 Rohprotein und Aminosäuren S.7 2.1.5.2 Umsetzbare Energie S.7 2.1.5.3 Kalzium und Phosphor S.8 2.1.5.4 Vitamin D3 S.8 2.1.5.5 Selen und Vitamin E S.9 2.1.5.6 Zink und Mangan S.10 2.1.5.7 Weitere nutritive Einflussfaktoren auf das Immunsystem S.10 2.2 Putenfütterung S.11 2.2.1 Genutzte Futtermittel S.11 2.2.2 Fütterungspraxis von Mastputen unter konventionellen Bedingungen S.11 2.2.3 Futteraufnahmeverhalten S.12 2.2.4 Versorgungsempfehlungen für Energie und Nährstoffe S.13 2.2.5 Futtermittelzusatzstoffe S.18 2.2.6 Fütterung von Mastputen unter ökologischen Bedingungen S.18 2.2.6.1 Gesetzliche Vorgaben S.18 2.2.6.2 Fütterungspraxis S.20 2.2.6.3 Herausforderungen S.21 2.2.6.4 Lösungsansätze S.21 3 Publikation S.23 3.1 Untersuchungsziele und Fragestellungen der vorliegenden Arbeit S.23 3.2 Publikation S.23 4 Diskussion S.48 4.1 Studiendesign S.48 4.2 Formale und kausale Pathogenese des Grüne-Leber-Syndroms S.48 4.3 Beteiligung der Nährstoffversorgung an der Entstehung des Grüne-Leber-Syndroms S.51 4.3.1 Aminosäuren und umsetzbare Energie S.51 4.3.2 Spurenelemente und Vitamine S.53 4.3.2.1 Vitamin D3 S.53 4.3.2.2 Vitamin E und Selen S.54 4.3.3 Vergleich mit der Vorgängerstudie S.55 4.3.4 Aktuelle Entwicklungen in der ökologischen Putenfütterung S.56 4.4 Limitationen der Studie S.57 4.5 Schlussfolgerungen S.57 5 Zusammenfassung S.59 6 Summary S.61 7 Literaturverzeichnis S.63 8 Danksagung S.76

To evaluate the suitability of volume index measurement (VI) by either ultrasound (US) or computed tomography (CT) for the assessment of liver volume. Fifty-nine patients, 21 women, with a mean age of 66.8 ± 12.6 years underwent US of the liver followed immediately by abdominal CT. In US and CT imaging dorsoventral, mediolateral and craniocaudal liver diameters in their maximum extensions were assessed by two observers. VI was calculated by multiplication of the diameters divided by a constant (3.6). The liver volume determined by a manual segmentation in CT (“true liver volume”) served as gold standard. True liver volume and calculated VI determined by US and CT were compared using Bland–Altman analysis. Mean differences of VI between observers were − 34.7% (− 90.1%; 20.7%) for the US-based and 1.1% (− 16.1%; 18.2%) for the CT-based technique, respectively. Liver volumes determined by semi-automated segmentation, US-based VI and CT-based VI, were as follows: 1.500 ± 347cm3; 863 ± 371cm3; 1.509 ± 432cm3. Results showed a great discrepancy between US-based VI and true liver volume with a mean bias of 58.3 ± 66.9%, and high agreement between CT-based VI and true liver volume with a low mean difference of 4.4 ± 28.3%. Volume index based on CT diameters is a reliable, fast and simple approach for estimating liver volume and can therefore be recommended for clinical practice. The usage of US-based volume index for assessment of liver volume should not be used due to its low accuracy of US in measurement of liver diameters.

Die Elastografie ist ein diagnostisches bildgebendes Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit oder Amplitude der ins Gewebe eingebrachten Scherwellen. Die Scherwellengeschwindigkeit c in der Leber ist ein Marker zur Fibrosegraduierung. Pathologische Elastizitätsveränderungen, wie sie bei der Herzinsuffizienz auftreten können mittels der Scherwellenamplitude in der Herzwand erfasst werden. Bisherige Verfahren sind durch eine geringe Eindringtiefe/Zeitauflösung limitiert. Dies erschwert die Untersuchung der Leber bei Patienten mit Adipositas oder Aszites und am Herzen. Daher wird in dieser Arbeit die zeitharmonische Vibrationen zur Anregung von Scherwellen im tiefen Gewebe mit der zeiteffizienten Ultraschallelastografie kombiniert. In der Leber wurde c als Maß für die Elastizität und die Dispersion von c als Maß für die Viskosität in 11 Probanden und 24 Patienten mit Leberzirrhose gemessen. Im Herzen wurde die Amplitude als Maß für die relative Elastizitätsänderung des Herzmuskels in Echtzeit bei 11 Probanden und einer Patientin mit Herzinsuffizienz bestimmt. In der Leber ergab sich für Probanden c=1,77(15)ms und für Patienten mit Zirrhose c=3,10(55)ms. Diese 100%ige Separation bestätigt die Stabilität und das diagnostische Potential des neuen Verfahrens. Für die Probanden ergab sich eine Abnahme der Scherwellenamplitude in der Herzwand 121(34)ms vor der Kontraktion des Herzens und ein Anstieg 56(29)ms vor der Relaxation entsprechend den isovolumetrischen Kontaktions- und Relaxationszeiten. Die zeitharmonische Ultraschallelastografie erlaubt erstmalig die Bestimmung der Scherwellengeschwindigkeit der gesamten Leber auch bei Adipositas und Aszites. Dies erweitert den Anwendungsbereich der Ultraschallelastografie in der klinischen Diagnostik wesentlich. Zudem wurde die Anspannungsänderung des Herzmuskels in vivo und in Echtzeit bestimmt. Diese neue Modalität bietet erstmalig die Möglichkeit pathologische Herzveränderungen mittels Elastografie zu diagnostizieren. / Elastography is a diagnostic imaging technology for the quantification of speed or amplitude of external induced shear waves. The shear wave speed c is used as diagnostic marker for the staging of liver fibrosis. In contrast, the shear wave amplitude in the myocardial wall is sensitive to pathologic elasticity alterations induced by cardiac insufficiency. Current methods have a less penetration depth or low spatial resolution. This limits the investigation of liver in patients with ascites or adiposity and of the heart. Therefore the time harmonic vibration, inducing shear waves in deep tissue is combined with the time efficient ultrasound elastography in this work. In the liver, c and the dispersion of c as marker for elasticity and for viscosity respectively was measured in 11 volunteers and 24 patient with cirrhosis. Relative elasticity changes of the myocardial muscle were assessed by measuring shear wave amplitude in real-time in 11 volunteers. As an outlook, one patient with diastolic dysfunction was investigated. The shear wave speed in liver is c=1.77(15)ms for the volunteers and c=3.10(55)ms for the patients with cirrhosis. The 100%age separation between both groups confirms the stability and the diagnostic potential of these new method. In volunteers the shear wave amplitude in the myocardial wall decreases by 121(34)ms prior to heart contraction and increases by 56(29)ms prior to relaxation. This times correlate to the cardiac isovolumetric contraction and relaxation times. for the first times, the new time harmonic ultrasound elastography allows the quantification of shear wave speed in the whole liver even in patients with ascites or adiposity. This extends the field of application for liver-elastography in clinical diagnostics substantially. Furthermore the tension changes in the myocardial wall can be measured in vivo and in real-time. For the first time, this new modality opens the possibility to diagnose pathological alterations by elastography.

Die Ätiologie und Pathogenese autoimmuner Lebererkrankungen sind nur unvollständig verstanden. Bei der primär sklerosierenden Cholangitis bzw. bei der autoimmunen Hepatitis sind Cholangiozyten der größeren Gallengänge und Hepatozyten die Zielzellen der Autoimmunreaktion in der Leber. Mausmodelle sind zur Analyse initialer pathophysiologischer Prozesse notwendig und tragen zum besseren Verständnis der immunologischen Vorgänge in der Leber bei. Mit Hilfe transgener Mauslinien, die das Modellantigen Ovalbumin gewebespezifisch in den Cholangiozyten (ASBT-OVA) oder in den Hepatozyten (TF-OVA) exprimieren, sowie adoptiven Transfers antigenspezifischer CD4+ und CD8+ T-Zellen wurden Untersuchungen zur Antigenpräsentation, T-Zell-Aktivierung und Toleranzinduktion in der Leber durchgeführt. Die Expression von Ovalbumin in Cholangiozyten resultierte in einer Aktivierung der CD8+ T-Zellen in der Leber und den Lymphknoten. Im Gegensatz dazu ignorierten naive CD4+ T-Zellen das Antigen und wurden nicht aktiviert. Die Expression von Ovalbumin in Hepatozyten resultierte in einer vollständigen Aktivierung der CD8+ T-Zellen zu Effektorzellen über Kreuzpräsentation durch professionelle antigenpräsentierende Zellen (APZ) in der Leber. Diese Aktivierung war transient und selbst-limitiert. Die Induktion von CD4+Foxp3+ regulatorischen T-Zellen trug entscheidend zur Limitierung der induzierten Autoimmunität und Kontrolle der Expansion von antigenspezifischen CD8+ T-Zellen bei. Naive CD4+ T-Zellen benötigten die Aktivierung durch APZ in einem anderen Organ, bevor sie in die Leber relokalisierten und wiesen keinen Effektorphänotyp auf. Beide Modelle repräsentieren nicht die chronische Eigenschaft humaner autoimmuner Lebererkrankungen, ermöglichen jedoch Untersuchungen zum besseren Verständnis der Rolle verschiedener T-Zell-Populationen in der Pathogenese autoimmuner Lebererkrankungen sowie der Antigenpräsentation und Aktivierung von T-Zellen durch hepatisches Antigen. / Aetiology and pathogenesis of autoimmune liver diseases are still incompletely understood. Cholangiocytes of the larger bile ducts and hepatocytes are the target structures of autoimmune reactions in the liver in primary sclerosing cholangitis and autoimmune hepatitis, respectively. Mouse models are necessary to analyse initial pathophysiological processes and contribute to a better understanding of immunological processes in the liver. With the help of transgenic mouse strains, in which the model antigen ovalbumin is expressed specifically in the cholangiocytes (ASBT-OVA) or in hepatocytes (TF-OVA), as well as the adoptive transfer of antigen specific CD4+ and CD8+ T cells, antigen presentation, T cell activation and tolerance induction in the liver, were analyzed. Expression of ovalbumin in cholangiocytes resulted in activation of CD8+ T cells in the liver and lymph nodes. In contrary, naïve antigen specific CD4+ T cells ignored the antigen expressed by cholangiocytes and were not activated. Expression of ovalbumin in hepatocytes resulted in complete activation of CD8+ T cells to become effector cells by crosspresentation depending on professional antigen presenting cells (APCs) in the liver. This activation was transient and self-limiting. Induction of CD4+Foxp3+ regulatory T cells played a crucial role in limiting autoimmunity and controlling the expansion of antigen specific CD8+ T cells in the liver. By contrast, naïve CD4+ T cells required activation by professional APCs in a different organ before relocating to the liver and did not display an effector phenotype. Both models do not represent the chronic characteristics of human autoimmune liver diseases, but help to gain a better understanding regarding the role of specific T cell populations in the pathogenesis of autoimmune liver diseases, as well as regarding antigen presentation and activation of T cells by hepatic antigen.

Zur Optimierung der Diagnostik fokaler Leberläsionen mittels Spiral-CT, einschließlich der Mehrschicht-Technik, wurden methodische Aspekte evaluiert und experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse konnten anschließend in klinischen Studien überprüft werden. Es stellte sich dabei heraus, daß die diagnostische Aussagekraft der Spiral-CT der Leber erheblich von den angewendeten Untersuchungsparametern wie Schichtdicke, Pitchfaktor, Rekonstruktionsintervall und Röhrenstrom abhängig ist. Diese sollten optimal aufeinander abgestimmt werden, um ein möglichst hohes Kontrast-zu Rausch Verhältnis von Läsionen zum umgebenden Leberparenchym zu erreichen. Ein weiterer wesentlicher methodischer Aspekt war die intravenöse Gabe eines jodhaltigen Kontrastmittels. Hier zeigte sich insbesondere die zeitliche Anpassung des Kontrastmittelbolus an den Start der CT-Untersuchung als bedeutsam. Es wurden diesbezüglich verschiedene Verfahren entwickelt und überprüft. Dabei erwies sich in experimentellen und klinischen Untersuchungen eine spezielle CT-Software zum semiautomatischen Bolustracking als besonders erfolgreich und stellt den derzeitig anerkannten Referenzstandard dar. Die Untersuchung der Leber in mehreren Perfusionsphasen, der sog. arteriellen und der portalvenösen Phase war bei Patienten mit hypervaskularisierten Tumoren besonders sensitiv und spezifisch, wohingegen sich bei hypovaskularierten Leberläsionen die alleinige portalvenöse Phase als ausreichend erwiesen hatte. Auf die Nativuntersuchung kann bei der Leberdiagnostik generell verzichtet werden. Die Spiral-CT erwies sich nach entsprechenden Optimierungsschritten, insbesondere nach Etablierung der Mehrschicht-Spiral-CT, als ein hervorragendes Verfahren für die Diagnostik fokaler Leberläsionen. / Different methodological aspects and experimental studies were performed for the optimization of the diagnostics of focal liver lesions with helical CT including the multi-slice technique. The obtained results were evaluated in successive clinical examinations. The diagnostic impact of helical CT was substantially influenced by various CT scan parameters such as slice thickness, pitch factor, reconstruction interval and tube current. These parameters should be ideally adapted for a sufficiently high contrast-to-noise ratio of liver lesions in respect to the surrounding parenchyma. The intravenous administration of iodinated contrast material was another important feature. Especially the tailoring of the contrast material bolus to the start of the CT scan was essential. Different techniques were developed and evaluated for this reason. In experimental and clinical studies a specially developed CT software for a semiautomatic bolus-tracking proved to be successful and represents the current standard of reference. The examination of the liver in different perfusion phases, eg. arterial and portal venous phase, was very sensitive and specific in patients with hypervascular liver tumors while the portalvenous phase alone was sufficient for hypovascular liver lesions. The unenhanced CT series could be omitted in all instances. Helical CT, especially after introduction of the multi-slice technique proved to be a very effective diagnostic tool for the evaluation of focal liver lesions.