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Neue Veröffentlichungen:

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Spectroscopic investigations of infrared-radiofluorescence (IR-RF) for equivalent dose estimation
(2022-03-03) Sontag-González, Mariana; Fuchs, Markus
Infrared radiofluorescence (IR-RF) is a technique with the potential to date sediment deposition beyond 1000 Gy. However, the total IR-RF signal is composed of several emissions whose separate characteristics are still poorly understood. We obtained RF emission spectra for two sediment samples dominated by K-feldspar in the wavelengths ∼600–1000 nm over a wide dose range of up to 4000 Gy to discuss possible effects of neighbouring emissions on the conventional IR-RF De estimation via a photomultiplier tube, which yields a signal integration over a wavelength range of more than 30–40 nm. The studied samples included a modern age and a field-saturated one to assess the emissions’ characteristics at different dose ranges. For these samples, we find no significant influence of neighbouring emissions to the De obtained from the wavelength range typically used for IR-RF.
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Beweisversuche von Teilnehmerinnen und Teilnehmern der Mathematik-Olympiade: Entwicklung eines Analysemodells und empirische Ergebnisse zu den Klassenstufen 5 bis 8
(2024) Edel, Petra Carina
Aus einer ehrenamtlichen Tätigkeit im Bereich der Förderung von Teilnehmenden der Mathematik-Olympiade heraus ist ein Forschungsprojekt zur Mathematik-Olympiade in Deutschland entstanden. Dieses Projekt beschäftigt sich mit dem Führen von Beweisen, das bei der Mathematik-Olympiade von großer Bedeutung ist. Darauf fokussiert werden zuerst ausgewählte Aufgaben aus Mathematik-Olympiaden in Hinblick auf die durch sie gestellten Anforderungen untersucht. Danach werden Beweisversuche von Teilnehmenden der Mathematik-Olympiade analysiert sowie Bearbeitungen von Aufgaben zum Validieren und Bewerten fiktiver Beweisversuche ergänzend ausgewertet. Die Ergebnisse der Anforderungsanalyse und der Analyse vorhandener Beweiskompetenzen lassen sich mit Blick auf Ansatzpunkte für eine Förderung im Führen von Beweisen von Teilnehmenden der Mathematik-Olympiade interpretieren. Die vorliegende Arbeit beschreibt einen Ausschnitt dieses Forschungsprojekts. Sie beschäftigt sich mit Beweisversuchen von Teilnehmerinnen und Teilnehmern der Mathematik-Olympiade in den Klassenstufen 5 bis 8. Als Beweisversuche werden dabei schriftlich vorliegende Bearbeitungen von Beweisaufgaben bezeichnet. In dieser Arbeit werden mehr als 1000 Beweisversuche zu einer Allaussage aus dem Themenbereich der Teilbarkeit ganzer Zahlen vergleichend untersucht, die im Rahmen der Wettbewerbsklausur der Regionalrunde der Mathematik-Olympiade 2016/17 in Nordrhein-Westfalen erhoben wurden. Dazu wird das Verfahren der qualitativ-strukturierenden Inhaltsanalyse nach Schreier (2012, 2014) angewendet. Es werden ein Kategoriensystem sowie zwei Klassifikationen entwickelt, die aus verschiedenen Perspektiven systematische Einblicke in mögliche und vorhandene Ausprägungen von Beweisversuchen geben können. Die Forschungsergebnisse legen dar, inwieweit es den Teilnehmenden in den einzelnen Klassenstufen 5 bis 8 gelungen ist, eine bestimmte Allaussage aus dem Bereich der Teilbarkeit ganzer Zahlen zu beweisen (1). Außerdem beschreiben die Ergebnisse, welche Charakteristika deren Beweisversuche u. a. bezüglich der Beispielnutzung und der Darstellungsmittel auszeichnen (2) und inwieweit Anknüpfungspunkte für die Weiterentwicklung der Beweisversuche zu einem Beweis zu erkennen sind (3). In Bezug auf alle drei Punkte wird aufgezeigt, welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede mit Blick auf die verschiedenen Klassenstufen bestehen. Die vorgelegte Arbeit bearbeitet auf diese Weise zwei Forschungsgegenstände: Zum einen können vor dem Hintergrund anderer mathematikdidaktischer Studien zum Führen von Beweisen das Analysemodell und die darauf aufbauenden Klassifikationen als die wesentlichen Beiträge der vorliegenden Dissertation zur mathematikdidaktischen Theoriebildung angesehen werden. Zum anderen und mit Blick auf die Mathematik-Olympiade ergänzen die empirischen Ergebnisse dieser Arbeit die vorhandenen Erkenntnisse zu Beweisversuchen von Schülerinnen und Schülern. Zusätzlich leisten die entwickelten theoretischen Elemente und die empirischen Ergebnisse einen wichtigen Beitrag, um zukünftig Angebote zur Förderung im Führen von Beweisen für Teilnehmende der Mathematik-Olympiade zu konzipieren.
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Nicht-okklusive mesenteriale Ischämie (NOMI) - Assoziation mit der Verwendung differenter Vasokonstriktoren in der Herzchirurgie
(2024) Schülke, Jana
Zusammenfassung: Hintergrund und Fragestellung: Die nicht-okklusive mesenteriale Ischämie (NOMI) ist eine schwerwiegende postoperative Komplikation in der Herz- und Gefäßchirurgie, die zwar selten, aber wenn mit einer sehr hohen Mortalitätsrate auftritt. Da die Pathophysiologie noch nicht vollständig geklärt ist und sich die Diagnosestellung weiterhin schwierig gestaltet, ist die Prävention und die Identifizierung von Risikoparametern für die Entwicklung einer NOMI wichtig. Die Hyperlaktatämie ist ein weit verbreiteter Marker für die Ischämie, ist jedoch spätauftretend und wenig sensitiv und spezifisch. Daher haben wir klinische Risikofaktoren der NOMI identifiziert um präventive therapeutische Optionen aufzuzeigen. Methodik: Wir haben 634 Patient:innen (Alter 68,7 ± 11,1 Jahre) der Intensivstation des Universitätsklinikums Gießen mit elektiven, dringlichen oder notfallmäßigen kardiochirurgischen Eingriffen auf die Entwicklung einer Nicht-okklusiven mesenterialen Ischämie (NOMI) oder einer Hyperlaktatämie analysiert. NOMI positive Patient:innen wurden in einem Prospensity Score mit kardiochirurgischen Patient:innen ohne eine Hyperlaktatämie gematcht. Risikofaktoren für die Entwicklung einer NOMI wurden durch uni- und multivariate Regressionsanalysen sowie ROC-Analysen untersucht. Ergebnisse: NOMI-Patient:innen hatten präoperativ Multiklappenoperationen (p=0,047) und hatten bereits Multiklappenoperationen (Mitral- +Trikuspidalklappe; p<0,001), hatten signifikant häufiger Operationen mit einem aortokornaren Bypass (p=0,031), wurden postoperativ dialysepflichtig (p<0,001), wurden mit Vasopressin behandelt (p<0,001) und hatten eine erhöhte Mortalität (p<0,001). Die kardiochirurgische Reoperation erhöhte das Risiko der NOMI um den Faktor 2,018 (1,078/2,018/3,375;p=0,028), die Therapie mit Vasopressin um den Faktor 5,203 (2,726;5,203;9,93;p<0,001); insbesondere die Kombination von Noradrenalin und Vasopressin fördert die Entstehung der NOMI. Die Therapie mt Vasopressin war positiv prädiktiv für die NOMI (ROC =0.74;p<0,001). Die Schwelle der Vasopressintherapie für die Entstehung der NOMI in der Kohorte in Kombination mit Noradrenalin liegt bei 0,5 I.E./h (Sensitivität 0,617; Spezifität 0,831; Youden-Index: 0,45). Diskussion: Im Gegensatz zu derzeitigen Empfehlungen kann die Therapie mit Vasopressin, insbesondere in Kombination mit anderen Vasokonstriktoren, eine NOMI induzieren und sollte daher vorsichtig dosiert und engmaschig überwacht werden. Patient:innen mit erhöhte Risiko sind besonders jene mit kardiochrirugischen Reoperationen, kombinierten Klappenerkrankungen sowie Dialysepatient:innen. Eine weitere Erforschung der Pathophysiologie ist notwendig um neben präventiven Maßnahmen und Identifizierung von Risikofaktoren auch die Behandlung der NOMI zu verbessern.
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Neue Aspekte der pulmonalen Hämodynamik zur Klassifikation, Prognoseabschätzung und Therapieevaluierung von Patienten mit Herzinsuffizienz
(2023) Rieth, Andreas Joachim
Hämodynamische Diagnostik gewinnt an Aussagekraft, wenn sie unter Belastung, nach pharmakologischer Veränderung der Lastverhältnisse und / oder unter Nutzung komplexerer Parameter und modifizierter Grenzwerte durchgeführt wird. Hierfür möchte die vorliegende Arbeit Belege aus der klinischen Forschung liefern. Die Pathophysiologie der Herzinsuffizienz besteht neben der Tendenz zur Flüssigkeitsretention hauptsächlich in einem Unvermögen zur adäquaten Anpassung des Herzzeitvolumens an die Erfordernisse des Belastungsmetabolismus. Dieses Unvermögen im Rahmen eines hämodynamischen Belastungstests darzustellen und zu quantifizieren, könnte eine fundamentale Verbesserung in der HI-Diagnostik darstellen, beispielsweise für die Kandidatenselektion für Ausnahmetherapien wie HTX und LVAD. Als Ergänzung zu etablierten Risikoparametern wie Biomarkern oder der maximal erreichten Sauerstoffaufnahme in der Spiroergometrie konnte gezeigt werden, dass die Steigerung des CO (DCO) im Rahmen eines submaximalen hämodynamischen Belastungstests bei Patienten mit HFrEF aussagekräftige Informationen zur Schwere ihrer HI liefert. In Kombination mit der Steigerung des sPAP ergaben sich unterschiedliche hämodynamische Profile, bei denen ein D sPAP in Kombination mit DCO unter den definierten Schwellenwerten die schlechteste Prognose bedeutete und vice versa. Mit der Nutzung von D sPAP scheint es möglich, die RVKomponente des Gesamt-CO gesondert zu betrachten und die herausragende Bedeutung der RHI für den Schweregrad der LHI deutlich zu machen. Die Klassifizierung von Patienten mit HI alleine anhand ihrer LVEF lässt wichtige Komponenten außer Acht, was am Beispiel von Patienten mit HFpEF und HFrEF untersucht wurde. Hierbei stellte sich heraus, dass die Schwere der HI - definiert durch D CO und andere Parameter der Belastungshämodynamik - sich nicht wesentlich zwischen diesen beiden LVEFKlassen unterschied. Andere Faktoren schienen für die Erkrankungsschwere ausschlaggebend zu sein, und die Forschungshypothese war, dass die Rechtsherzfunktion hier eine entscheidende Rolle spielt. Diese Hypothese wurde durch die Ergebnisse einer Sekundäranalyse gestützt, in der zunächst eine Einteilung des gesamten Kollektivs unabhängig von der LVEF nach der Rechtsherzfunktion (unter Nutzung des Parameters TAPSE/PASP) erfolgte. Diese Stratifizierung führte zu signifikanten Unterschieden der Belastungshämodynamik mit klinischer Relevanz. Auch an diesem Patientenkollektiv ließ sich mit der Kombination aus Rechtsherzechokardiographie und Belastungs-RHK eine Schlüsselrolle des rechten Herzens bei Patienten mit LHI demonstrieren. Die Kombination aus Belastungs-RHK und Biomarkermessungen unter Belastung wurde an einem Kollektiv von Patienten mit CTEPH / CTEPD untersucht, die keine Anhaltspunkte für eine LHI aufwiesen. Ein übermäßiger Anstieg des RAP unter Belastung als Ausdruck der RVInsuffizienz ermöglichte unabhängig vom Ruhe-RAP signifikante Aussagen über die Risikoklassifizierung und damit die Schwere der RHI. Die parallel durchgeführten Biomarkermessungen zeigten einen engen Zusammenhang mit der rechtsatrialen Hämodynamik, so dass die Biomarkerfreisetzung aufgrund von RA-Wandspannung damit belegt werden konnte. Auch hier stellte sich die Belastungshämodynamik als hilfreiches Mittel dar, die Pathophysiologie der RHI besser zu verstehen und herkömmliche Risikostrategien - wie in diesem Fall das ESC-PH-Risikomodell - differenziert zu ergänzen. Nicht nur eine Belastungsprovokation ist in der Lage, Mechanismen der HI aufzudecken, sondern auch die Gabe von Pharmaka. Traditionell als so genannte "Vasoreagibilitätstestung" mit ungewisser Aussagekraft durchgeführt, kam in unserer Untersuchung von Patienten mit postkapillärer PH und LHI (mit unterschiedlicher LVEF) eine eher als "Entlastungstest" anzusehende Intervention zum Einsatz. In einer umfassenden Analyse zahlreicher Parameter des Ruhe-RHK vor und nach Gabe von GTN waren drei davon von herausragender Aussagekraft für die Prognose der Patienten. Es handelte sich um komplexere Parameter der Beziehung von Druck zu Fluss im Lungenkreislauf - und alle drei waren nach GTN-Gabe gemessen. Insgesamt ragte der Parameter PAC heraus, der durch die GTN-Gabe wesentlich an Aussagekraft hinzugewann. Nach unserer Interpretation wurden diejenigen Patienten durch die Intervention charakterisiert, die trotz der pharmakologischen Entlastung des Lungenkreislaufs noch ein hohes Maß an oszillatorischer RV-Nachlast aufwiesen und von einer reduzierten Lebenserwartung letztlich durch RHI betroffen waren. Bei der interventionellen Klappenreparatur einer MI spielt die Kandidatenauswahl für den Erfolg eine wesentliche Rolle. Wir untersuchten an Patienten mit primärer und sekundärer MI, inwieweit belastungshämodynamische Parameter einen Erfolg der nachfolgend durchgeführten Klappenreparatur vorhersehbar machen. Es zeigte sich, dass vor allem ein Parameter signifikant mit dem Überleben und der klinischen Verbesserung nach dem Eingriff verbunden war: der Anstieg der Höhe der V-Welle in der PAWP-Druckkurve. Je höher der Anstieg, desto eher wurden Überleben und Symptomatik verbessert, was wir dahingehend interpretieren, dass der Eingriff bei den Patienten mit hohem Anstieg den entscheidenden Punkt in der Pathophysiologie bei hämodynamisch schwergradigem Vitium positiv beeinflusste. Der CO-Anstieg unter Belastung spielte für den Interventionserfolg ebenfalls eine Rolle, so dass die präinterventionelle Belastungshämodynamik relevante Informationen sowohl zur hämodynamischen Signifikanz der MI als auch zur Schwere der HI liefern konnte. Die Kandidatenauswahl spielt ebenfalls eine herausragende Rolle für die erfolgreiche Durchführung einer HTX. Hier gibt es eine Fülle bekannter Risikofaktoren für einen ungünstigen Verlauf, von denen allerdings nur ein Teil beeinflusst werden kann. Wir untersuchten den Stellenwert standardmäßiger und komplexerer hämodynamischer Parameter für die Überlebenswahrscheinlichkeit und RHI nach HTX. Ein bisher in der Routine nicht benutzter Index des Verhältnisses zwischen Druck und Fluss in der Pulmonalarterie (Ea) zeigte die stärkste Assoziation mit Sterblichkeit und RHI nach HTX in unserer Kohorte. Der etablierte Parameter PVR zeigte eine untergeordnete Relevanz, die jedoch verbessert wurde, wenn für die Kategorisierung ein niedrigerer als der leitliniengemäß etablierte PVR-Grenzwert verwendet wurde. Eine Übertragung dieser Ergebnisse in die klinische Praxis würde bedeuten, dass mittels entsprechend erhöhter Werte für Ea oder PVR (mit reduziertem Grenzwert) mehr Risikopatienten für einen ungünstigen Verlauf nach HTX identifiziert werden würden. Diese könnten dann vor der HTX bis hin zur frühzeitigen LVAD-Implantation intensiviert behandelt werden, um ihren Verlauf nach HTX zu verbessern. Zusammenfassend konnte in dieser Habilitationsschrift beschrieben werden, wie die Aussagekraft hämodynamischer Messungen durch Belastungstests, pharmakologische Provokation und Nutzung komplexerer Parameter an Aussagekraft gewinnen kann. Hierdurch wird eine Nutzung der Hämodynamik für konkrete klinische Entscheidungen in besonderen Situationen ermöglicht, wie sie bisher im klinischen Alltag wenig stattfindet.
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The SMARCAD1-orthologue Fft2 is a novel RNA binder and linked to the nuclear RNA exosome
(2023-02) Fleischhauer, Philip
In this study, the role of Fft2, a member of the SMARCAD1 family, is investigated for the ability of posttranscriptional regulation an nuclear RNA exosome interaction in the model organism S. pombe. Using a combination of functional and biochemical approaches, a novel RNA-binding activity mediated by the N-terminal extension was demonstrated for Fft2. It was also shown that Fft2 is recruited to specific chromatin regions in an exosome-dependent manner and that this recruitment is negatively affected by mutations of the exosome components Rrp6 and Mtl1. The author also demonstrated that Fft2 is recruited in an Rrp6-dependent manner to long terminal repeats (LTRs). He also shows that deletion of Fft2 accelerates spore formation but does not lead to impaired chromosome segregation. However, the members of the Fft family show a diverse response to environmental factors, suggesting a functional division of tasks. Overall, this work provides new insights into the role of Fft2, its connection to exosome-dependent regulation of gene expression in S. pombe and a potential crosstalk between the SMARCAD1 family and RNA metabolism.