Eine Schwäche der Atemmuskulatur tritt als häufige „Klinik“ bei Herz-Lungenerkrankungen, Kritisch-Kranken und Maschinell-Beatmeten auf. Als Hauptatemmuskel ist vornehmlich das Zwerchfell - die Luftpumpe des Lebens – betroffen und Belastungsintoleranz, pulmonale Komplikationen sowie eine verschlechterte Gesamtprognose die mögliche Folgen. Typisches Charakteristikum einer Diaphragmalen Dysfunktion ist die abnorme mikrovaskuläre Blut- und Sauerstoffversorgung. Hier ent- und besteht ein Milieu aus Gewebshypoxie, vermehrten Sauerstoffradikalen, Inflammation (Zytokinerhöhung) und gestörter Proteinhomöostase. Dieses wird verdächtigt, einen Prozess von Atrophie und kontraktiler Dysfunktion in Gang zu setzen. Der Vascular Endothelial Growth Factor A spielt als Protein der Gefäßhomöostase eine entscheidende Rolle in der skelettmuskulären Kapillaritätsregulation und ermöglicht den Myofibrillen die Anpassung an (Trainings-)Aktivität oder Inaktivität. Für das Zwerchfell sind Inaktivität unter Beatmung und erhöhte Beanspruchung unter CHI, COPD und bei Kritisch-Kranken bekannt. Einendes Element dieser Krankheitsbilder auf skelettmuskulärer Ebene scheint die abnorme Sauerstoffversorgung. Das Diaphragma wurde bisher wenig untersucht - bekannt ist die hohe Empfindlichkeit des Zwerchfells auf eine veränderte, skelettmuskuläre Homöostase aus Tiermodellen zu CHI, Bluthochdruck, COPD und VIDD. Es ist unklar, ob eine niedrigere VEGF-Expression zur Dysfunktion beiträgt. An gängigen Tiermodellen mit konditioniertem skelettmuskulärem VEGF-Knockout wurde bisher für das Diaphragma weder eine reduzierte kontraktile Funktion in vitro beschrieben noch eine direkte Verbindung zwischen Zwerchfelldysfunktion und reduzierter VEGF-Expression untersucht. In unserer Arbeit gelang es uns nach konditioniertem VEGF-Mangel in diaphragmalen Muskelproben eine reduzierte Kraft (-15%) nachzuweisen. Hinzu kamen spezifische Faserveränderungen der Knockoutgruppe: Ein reduzierter Typ I-Faserquerschnitt und ein reduziertes Kapillar-Faser-Verhältnis. Zudem zeigt die Knockoutgruppe eine reduzierte Expression des kontraktilen Hauptproteins Aktin. Weitere Signaltransduktionsproteine für Muskelatrophie und oxidativen Stress wurden charakterisiert. Letztlich weist diese Arbeit den Kontraktilitätsverlust im Diaphragma bei skelettmuskulärem VEGF-Mangel am Mausmodell nach. Als Ursache dafür sind eingeschränkte Kapillarität, Faseratrophie und sarkolemmales Aktindefizit zu sehen. Vermehrte postulierte Sauerstoffradikale konnten nicht aufgezeigt werden. Möglicherweise aufgrund einer mitochondrialen Kompensation. Der diaphragmale VEGF-Mangel könnte den Schlüsselfaktor für den Beginn der Zwerchfelldysfunktion darstellen und ein möglicher therapeutischer Ansatzpunkt für betroffene Patienten sein.

In this master’s thesis the width of the <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Ceta'" /> meson is studied as a function of temperature. We consider a background medium consisting of a pion gas and assume a vanishing net baryon chemical potential. The width is obtained in the framework of large <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?N_%7Bc%7D" /> chiral perturbation theory and we consider terms up to next-to-leading order in the effective Lagrangian. We use a low-density approximation to calculate the width increase due to scattering with pions from the heat bath. The results suggest that the in-medium width for the <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Ceta'" /> may become of considerable size: at a temperature <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?T%5Capprox%2075" /> MeV we find a width increase of <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5CDelta%5CGamma%5Capprox%203-4" /> MeV, comparable to the inverse lifetime of the fireball created in a heavy-ion collision. The <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Ceta'" /> is of particular interested since it is intimately connected to the <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?U(1)_%7BA%7D" /> anomaly of Quantum Chromodynamics (QCD). It has been speculated that <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?U(1)_%7BA%7D" /> may become a symmetry of QCD at high temperatures and studies of the <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Ceta'" /> could indicate if that is the case. Depending on for how large temperatures the results from large <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?N_%7Bc%7D" /> can be trusted, they indicate that the <img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Ceta'" /> may be possible to study experimentally in heavy-ion collisions due to its sizable in-medium width.

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