Dissertationen/Habilitationen

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https://jlupub.ub.uni-giessen.de/handle/jlupub/64

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Intra-household Gender Dynamics and Time Poverty: Implications for Farm Income and Well-Being in Rural Ethiopia
(2025) Embiyale, Manale Andargie
In rural Ethiopia, agriculture is not only an economic activity but also deeply intertwined with gender norms and cultural practices. The normative work culture, coupled with limited infrastructure and inadequate education, affects both agricultural practices and individual well-being in rural communities. Therefore, to ensure the alignment of rural policies with the 2030 Development Agenda (SDG5), it is essential to examine and address gender dynamics within households in terms of gendered division of labor and time poverty. To obtain comprehensive data, the research uses a mixed-methods approach, combining a survey of 400 randomly selected farmers with qualitative data from focus group discussions and field observations. Quantitative analysis measures time-use patterns, farm income, and decision-making power, while qualitative insights explore cultural norms and individual experiences. Statistical models, including multinomial logistic regression, linear regression, and logit analysis, were used to assess the determinants of household decision-making, farm income, and time poverty. The triangulated results show gender disparities in time use, with women working 11.52 hours more per day than men (10.22 hours) to balance unpaid domestic and agricultural work. Their disproportionate workload limits their ability to participate in income-generating and personal development activities. In addition, households where women face higher levels of time poverty report lower agricultural productivity and greater economic vulnerability. In addition, structural challenges such as inadequate rural infrastructure, limited access to labor-saving technologies, gender segregation of labor, wage differentials, cooperative exclusivity, gender-based abusive practices, and limited access to extension services further exacerbate gender inequalities. Deeply rooted cultural norms continue to reinforce male dominance in financial and agricultural decision-making, limiting women's influence both within households and in the wider community. Finally, the study calls for targeted policy interventions to promote labor-saving technologies, improve women's access to extension services, and increase women's participation in household and community decision-making as essential to achieving sustainable rural development and gender equality.
The long non-coding RNA AS-Trdn controls the balance of triadin isoform expression and cardiac excitation-contraction coupling
(2024) Hofmann, Theresa Kathalyn
The molecular function of long non-coding RNAs (lncRNAs) has become an emerging scientific field focusing on various molecular pathways across species. One specific subclass known as antisense lncRNAs, was defined by its genomic localization antisense to one or more protein-coding genes. In numerous instances, these lncRNAs play a crucial role in cis-regulation by modulating the expression and splicing of the associated sense protein-coding gene. In the present study, the functional significance and the physiological implications of the cardiomyocyte-specific antisense lncRNA AS-Trdn were investigated in mus musculus as well as human cells. The expression of AS-Trdn in cardiac tissue leads to a shift in triadin isoform expression, replacing the long skeletal muscle triadin with the short cardiac specific isoform. Employing various NGS approaches and CRIPR/Cas9 based genomic interventions to elucidate the molecular mechanism, this study demonstrates that AS-Trdn regulates triadin splicing and alternative polyA usage in-cis through a RNA Polymerase II transcriptional interference. Investigations involving the loss of single exons and the overexpression of the spliced transcript indicate no alterations in triadin isoform abundance. However, endogenous overexpression in differentiated satellite cells results in a preference for the skeletal muscle isoform. The conserved underlying molecular mechanism is shown to rely on the AS-Trdn transcription, inducing sequence-dependent transcriptional pausing, wherein the antisense polymerase acts as a Roadblock for the opposing polymerase. Although an R-loop dependent transcription termination is postulated due to high GC-content and m6a deposition within a specific region, confirmation of the occurrence of an RNA:DNA hybrid is pending. Physiologically, AS-Trdn and the consequent expression of cardiac triadin is essential for a regular calcium cycling, normal heart rate and a accurate response to β-adrenergic signalling. Through isoform specific interaction studies, it is revealed that skeletal muscle triadin extensively binds to the microtubule and actinin cytoskeleton resulting in significant deformation of the cardiac dyad structure compared to the healthy situation. The subsequent increase in calcium handling and heart rate leads to a commencing dilated cardiomyopathy in ageing mice, characterized by decreased cardiac function, reduced cardiomyocyte cross-sectional area and an overall increase in heart size. Consequently, AS-Trdn and triadin emerge as pivotal regulators of cardiac contraction and cardiac dyad structure, influencing both health and disease.
Veränderungen der Konzentrationen von Cortisol, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) und secreted Ly6/uPAR-related protein-1 (SLURP-1) im Haar von weiblichen Medizinstudierenden unter akutem akademischem Stress
(2024) Thalheimer, Lara Anna-Sophie
In der vorliegenden Arbeit wurden im Haar von 38 weiblichen Medizinstudierenden die Konzentrationen der biologischen Marker Cortisol, BDNF und SLURP-1 gemessen und Fragebögen mit dem Schwerpunkt auf Stress-, Angst und Depressionserleben und Somatisierung gegenübergestellt. Die Studierenden, die sich im zweiten schriftlichen Staatsexamen befanden, wurden der Examensgruppe (N = 17) zugeordnet. Die Kontrollgruppe (N = 21) bestand aus Studierenden jeglichen anderen Semesters ohne relevante Abschlussprüfung. Die Probenentnahmen fanden an zwei Zeitpunkten statt. Der erste Zeitpunkt umfasste die ersten drei Tage unmittelbar nach dem Examen (=Examenszeitpunkt), die zweite Probenentnahme fand 12 Wochen danach statt (= Erholungszeitpunkt). Die Probenentnahmen der Kontrollgruppe fanden simultan statt. Ausgehend vom Stand der Forschung wurde angenommen, dass das zweite Staatsexamen als akutes Stressereignis wahrgenommen wird und es somit zur Erhöhung der Cortisol-Konzentration sowie zur Verminderung der BDNF- und SLURP-1-Konzentration im Vergleich zum Erholungszeitpunkt kommt. Ergebnisse: Das zweite Staatsexamen wurde als akutes Stressereignis wahrgenommen, auf Ebene der biologischen Marker kam es zu einer gegenteiligen Dynamik als erwartet. Es konnte eine signifikante Erhöhung der Cortisol-Konzentration in der Examensgruppe zum Entspannungszeitpunkt festgestellt werden. Die BDNF- und SLURP-1-Konzentrationen verhielten sich wie erwartet gegensätzlich zur Cortisol-Konzentration, jedoch ohne einen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Zeitpunkten zu zeigen. Insgesamt waren die BDNF- und SLURP-1-Konzentrationen in der Examensgruppe niedriger als in der Kontrollgruppe. Schlussfolgerung: Das zweite Staatsexamen bewirkt ein subjektives Stresserleben, jedoch scheint das Ereignis auf biologischer Ebene nicht auszureichen, um eine Stressreaktion hervorzurufen. Grund dafür könnte eine durch die lange Vorbereitungszeit bedingte Gewöhnung an den Stressor sein oder eine bereits vorhandenes chronisches Stresserleben der Medizinstudierenden. Die in der Examensgruppe insgesamt verminderte Konzentration an BDNF und SLURP-1 und erhöhte Konzentration von Cortisol zum Erholungszeitpunkt verglichen mit der Kontrollgruppe deuten darauf hin. Vor allem konnten wir die gegenseitige Beeinflussung der Stressachsen, sowie die Beeinflussung durch Emotionen und Somatisierung zeigen. Das angewandte Verfahren eignet sich, um biologische Marker im Haar nachzuweisen, es ist darüber hinaus erstmals gelungen SLURP-1 im Haar nachzuweisen. Des Weiteren erlaubt das Verfahren das Abbilden eines zeitlichen Verlaufs und ermöglicht eine retrospektive Analyse.
Über den Effekt einer psychodynamisch orientierten Komplextherapie auf den Spiegel des Brain derived neurotrophic Faktors im Serum eines depressiven Patientengutes
(2023) Weber, Stefan
Zielsetzung Ziel der vorliegenden Studie ist die Untersuchung des BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) im Zusammenhang mit der Volkskrankheit Depression, um seine Rolle als Prädiktor für das Therapieansprechen, den Krankheitsverlauf oder die Prognose zu klären. Zudem soll bestimmt werden, ob der BDNF potenziell die Therapie der Depression, sei es medikamentös oder psychotherapeutisch, verbessern kann. Methoden Es wurden Patienten(n=48) mit einer mittelschweren depressiven oder mir einer schweren depressiven Episode rekrutiert, welche entweder eine alleinige psychodynamische Komplextherapie erhalten haben(n=21) oder eine psychodynamische Komplextherapie kombiniert mit einer Antidepressivatherapie(n=21). Als Kontrollgruppe(n=48) dienten gesunde Probanden. Der sBDNF wurde zu Beginn, nach Abschluss und 3 Monate nach Abschluss der Therapie bestimmt. Zur Bestimmung der Krankheitsaktivität wurden psychometrische Testverfahren verwendet. Außerdem wurden weitere Faktoren wie z.B. das Serumcortisol bestimmt. Ergebnisse Der sBDNF der Kontrollgruppe war zu allen Zeitpunkten niedriger als der der Interventionsgruppe. Nach Therapie war der Unterschied signifikant(p=<0.01). Sowohl durch die alleinige psychosomatische Komplextherapie, als auch durch die kombinierte Therapie mit Antidepressiva konnte die depressive Symptomatik deutlich gebessert werden(p=<0,001). Gleichzeitig kam es zu keiner signifikanten Änderung des sBDNF. Die alleinige psychosomatische Komplextherapie führte zu einer signifikant(p=<0.05) besseren Reduktion der depressiven Symptomatik, als die kombinierte Therapie. Diskussion Unsere Ergebnisse widersprechen teilweise früheren Studien. Ein höheres sBDNF in der Interventionsgruppe könnte auf eine mildere Form der Depression in unserer Patientengruppe zurückzuführen sein, die sich von früheren Studien unterscheidet. Dies könnte darauf hinweisen, dass BDNF bei milderen Depressionen eine kompensatorische Rolle spielt. Unsere Studie hebt hervor, dass eine alleinige psychosomatische Komplextherapie wirksamer sein kann als die Kombination mit Antidepressiva. Die Kombination dieser Faktoren und die Feststellung, dass ein erhöhter sBDNF auf eine geringere Wirksamkeit der medikamentösen Depressionstherapie hinweisen könnte, lassen darauf schließen, dass der sBDNF als potenzieller Indikator für den Therapieerfolg mit Antidepressiva genutzt werden kann, um eine mögliche Überbehandlung zu vermeiden. Highlights Serum BDNF ist bei Patienten mit leichter Depression, höher als bei gesunden Kontrollen. Antidepressiva-Therapie führt zu keiner signifikanten Änderung des sBDNF Alleinige psychosomatische Komplextherapie verbessert depressive Symptomatik stärker als kombinierte Therapie mit Antidepressiva Erhöhtes sBDNF bei leichter Depression als möglicher Kompensationsmechanismus, bei dessen Erschöpfung es zu einem Abfall des sBDNF und einer starken Depression kommt. sBDNF zukünftig als Indikator, ob eine medikamentöse Therapie bei depressiven Patienten erforderlich ist.
Antibiotika-Resistenz im One-Health-Kontext: Rolle bakterieller Klone und Plasmide
(2023) Falgenhauer, Linda
Antibiotika-Resistenz hat sich in den letzten Jahren zu einem immer schwerwiegenderen Problem entwickelt. Mit der Zuspitzung dieses Problems ging aber auch eine Sensibilisierung der Bevölkerung einher mit der Konsequenz, die Forschung auch in diese Richtung auszuweiten. Eine weitere Folge der erhöhten Sensibilisierung in Hinsicht auf die Antibiotika-Resistenz war die Erkenntnis, dass die Lösung des Problems in Händen vieler Akteure liegt, und nicht auf ein Kompartiment, wie z.B. die Humanmedizin, beschränkt bleiben darf. Aus diesem Grund entstanden ab 2010 im Rahmen von Bundes- und Landesinitiativen geförderte Netzwerke, die sich mit dem Thema Antibiotika-Resistenz im One-Health-Kontext beschäftigten und noch beschäftigen, wie z.B. RESET und DZIF. Die in dieser Arbeit dargestellten und diskutierten Publikationen entstanden im Rahmen dieser genannten Netzwerke. Mit Verwendung modernster Methoden (Ganz-Genom-Sequenzierung, bioinformatorische Analysen) war es möglich, Antibiotika-resistente Bakterien bis auf Nukleotid-Ebene genau zu analysieren. Diese Analyse wurde mit Bakterien aus unterschiedlichen Kompartimenten (Tier, Mensch, Lebensmittel, Haustier, Umwelt) durchgeführt, um zu ermitteln, ob eine Übertragung Antibiotika-resistenter Bakterien oder mobiler genetischer Elemente zwischen den einzelnen Kompartimenten stattfindet. Die Ergebnisse dieser Analysen waren für alle Beteiligten unerwartet. Es wurde zum ersten Mal in Deutschland ein ESBL-E. coli-Klon nachgewiesen, der in fünf unterschiedlichen Kompartimenten (Mensch, Nutztier, Haustier, Lebensmittel, Umwelt) zu finden war. Überraschend war auch das Vorhandensein von Klonen, die zwar nur in einem Kompartiment vorkamen, dafür aber national oder sogar international zu finden waren. Aber nicht nur Klone konnten mit den genannten Analysen als wichtige Komponente der Verbreitung von Antibiotika- Resistenzen ermittelt werden. Mit dem mcr-1-kodierenden IncX4-Plasmid, welches in nahezu identischer Form in Bakterien aus unterschiedlichen Kompartimenten (Nutztier, Umwelt, Lebensmittel) gefunden wurde, ist ein epidemisches Plasmid detektiert worden, welches die Eigenschaft hat, sich in Bakterien mit verschiedensten genetischen Hintergründen zu verbreiten. Sein weltweites Vorkommen weist darauf hin, dass dieses Plasmid sehr erfolgreiche Mechanismen zur Übertragung aber auch zur Etablierung in einem bestimmten Stamm haben muss. Diese Mechanismen zu erforschen ist Ziel der zukünftigen Arbeiten.
Messung elektromagnetischer Störaussendung von elektrischen Raumfahrttriebwerken im Betrieb
(2024-08-22) Kiefer, Felix
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist eine Anforderung für alle Geräte, die Elektrizität verwenden, und daher auch ein wichtiges Thema für Raumfahrtaktivitäten. Dies gilt auch für elektrische Triebwerke, eine beliebte Option für Satellitenantriebe. Da diese Systeme in der Regel nur im Vakuum betrieben werden können, ist die Untersuchung ihrer EMV während des Betriebs eine Herausforderung. Um diese Untersuchungen zu ermöglichen, wurden an der Justus-Liebig-Universität (JLU) in Gießen zwei Anlagen gebaut. Die eine basiert auf einer Absorberkammer (engl. SAC), die andere auf einem alternativen Ansatz, der Modenverwirbelungskammer (engl. RVC). Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Messung von gestrahlten Emissionen (engl. RE), einer speziellen Unterkategorie der EMV. In dieser Dissertation werden der Aufbau dieser Anlagen, die ersten Ergebnisse der RE-Messungen und deren wissenschaftlicher Kontext vorgestellt. Messungen mit einem sogenannten "pulsed plasma thruster" (PPT) werden zum Vergleich der SAC- und RVC-Ansätze genutzt. Zusätzliche Untersuchungen an einem Elektronen-Zyklotronresonanz Triebwerk (engl. ECRT) zeigen, dass physikalische Prozesse im Triebwerksplasma ein breitbandiges elektromagnetisches Rauschen ausstrahlen. Effekte, die ein solches Rauschen erzeugen, wurden in anderen Veröffentlichungen identifiziert und sind hier aufgeführt, um die Beobachtungen einzuordnen. Ein langfristiges Ziel an der JLU ist es, weitere elektrische Raumfahrtantriebe zu untersuchen, um ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Physik zu erlangen und die Triebwerke im Hinblick auf ihre EMV einzuordnen.
Die Inzidenz und klinische Bedeutung der isolierten subsegmentalen Lungenembolie beim erwachsenen operativ-intensivmedizinisch behandelten Patienten
(2025) Schramm, Richard
Kritisch kranke Patienten auf Intensivstationen haben aufgrund einer Vielzahl an potentiellen Risikofaktoren und der Erkrankungsschwere ein signifikant erhöhtes Risiko für die Entwicklung von VTE. Durch den Fortschritt in der bildgebenden Diagnostik, insbesondere durch den Einsatz der MDCT, ist es möglich, periphere pulmonale Arterien detailliert zu visualisieren, was zu einer gesteigerten Diagnosehäufigkeit von iSSLE führt. Primäres Ziel dieser retrospektiven Datenanalyse war die Detektion der Anzahl an unerwartet diagnostizierten iSSLE in einem Kollektiv von kritisch kranken Intensivpatienten und deren Auswirkungen auf die Behandlung und das Outcome dieser Patienten. Das sekundäre Ziel war es den potentiellen Einfluss einer KM-Gabe auf die Entwicklung einer nachfolgenden CIN in unserem Kollektiv zu evaluieren. Untersucht wurden sämtliche Patienten, welche von Januar 2009 bis Dezember 2012 auf der chirurgischen Intensivstation des Universitätsklinikums Gießen behandelt wurden und bei welchen zusätzlich einer MDCT des Thorax erfolgte. Als Ausschlusskriterien definierten wir den klinischen Verdacht auf das Vorliegen einer LE/iSSLE, sowie eine in der MDCT diagnostizierte zentrale LE. Klinische Parameter, Laborwerte und Outcome-Daten aller Patienten wurden in einer Studiendatenbank erfasst. Wir identifizierten 12 (5%) von 240 Intensivpatienten mit einer iSSLE, bei welchen eine MDCT mit KM des Thorax in obigem Zeitraum erfolgte. Die Diagnose iSSLE war mit einer signifikant erhöhten 24-Stunden-Letalität (16,7%) im Vergleich zu Patienten ohne ISSLE (3,5%) assoziiert. Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied in der 30-Tage-Letalität zwischen den beiden Gruppen. Bei Patienten mit iSSLE gelang gegenüber nicht-iSSLE-Patienten signifikant häufiger der Nachweis altersadaptierter-D-Dimer-cut-off-Werte (11% vs. 58,3%; p < 0,001) obwohl in den verglichenen Absolutwerten zwischen den Gruppen kein Unterschied detektiert werden konnte. In der Studie konnte kein Zusammenhang zwischen der KM-Gabe und Nierenschäden festgestellt werden.
Untersuchungen zur Proteinqualität im Winterraps (Brassica napus L.) im Hinblick auf das Cruciferin:Napin-Verhältnis unter Berücksichtigung der Aminosäurenzusammensetzung
(2024) Deppe-Badasu, Isabelle
Mit wachsender Nachfrage nach nachhaltigen und klimaneutralen Pflanzenproteinen stellt das in großen Mengen verfügbare Protein des Rapses (Brassica napus) auch für die Deckung des Bedarfs an pflanzlichem Protein für die Humanernährung eine interessante Quelle dar. Um Erkenntnisse über die Proteinqualität in Raps zu erlangen, wurden die Speicherproteinfraktionen Cruciferin und Napin sowie die Aminosäurenzusammensetzung in einem Winterrapsdiversitätsset untersucht. Dieses Diversitätsset bestehend aus 226 Winterraps Akzessionen wurde dazu mittels Nahinfrarotreflexionspektroskopie (NIRS) zum Protein- und Ölgehalt sowie der Glucosinolatgehalt, des Erucasäuregehaltes und des Fettsäuremusters untersucht. Die Proteinfraktionen wurden mit SDS-PAGE, die Aminosäuremuster mit Hilfe von Aminosäureanalysen analysiert. Das Diversitätsset zeigte in allen Merkmalen eine vielversprechende genetische Vielfalt für weitere Züchtungsanstrengungen. Die niedrige Heritabilität und die hierdurch verursachte hohe Genotyp-Umwelt-Interaktion könnten Züchtungsbemühungen im Hinblick auf die Verbesserung der Proteinqualität behindern. Darüber hinaus wurde eine NIRS-Kalibration für die Aminosäurefraktionen von essentiellen, semi-essentiellen und nicht-essentiellen Aminosäuren für eine schnelle und zerstörungsfreie Analysemethode erstellt, um die Aminosäuregruppenmuster für zusätzliche Genotypen festzustellen. Anschließend wurden die geschätzten Werte in einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) verwendet, um Kenntnisse über den genetischen Hintergrund der Proteinqualität zu erlangen. Eine Kreuzvalidierung der NIRS-Kalibrierung zeigte, dass die Verwendung der NIRS-Kalibration für Zuchtentscheidungen sinnvoll sein kann, vor allem im Hinblick auf die die Extremwerte, welche hinsichtlich der Aminosäuregruppen gelten, nicht aber für die mittleren Werte. Die GWAS ergab QTL für die Merkmale Erucasäure, Glucosinolate, Napin, EAA, NEA, den Proteingehalt, den Ölgehalt, die einzelnen Aminosäuren Alanin, Glutamin, Leucin, Methionin, Isoleucin, Prolin, Serin und Threonin sowie Haploblöcke für Napin, EAA, NEA, Alanin, Arginin, Methionin, Prolin, Serin und den Proteingehalt. Darüber hinaus wurden Kandidatengene in einigen Haploblöcken und SNPs gefunden. Ein zweiter Feldversuch mit 30 Eliterapssorten der letzten 25 Jahre, welche unterschiedlicher Stickstoffdüngung unterlagen, ergab, dass neuere Sorten zu einem für die menschliche Ernährung günstigen Cruciferin:Napin-Verhältnis tendieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass bereits in den letzten Jahren eine indirekte Selektion auf im Verhältnis Napin-reichere Genotypen stattgefunden haben könnte. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass eine ausreichende genetische Diversität zur Verbesserung der Proteinqualität in Raps vorhanden ist. Da aber auch eine extrem niedrige Heritabilität und hohe Genotyp-Umwelt-Interaktion gemessen wurden, mag es sinnvoller sein, das bereits jetzt sehr hochwertige Rapsprotein der Elitesorten zu nutzen, vor allem, weil durch die immer höheren Flächenerträge auch ein erhöhter Proteinertrag generiert worden ist. Darüber hinaus wird die Etablierung der NIRS-Kalibrierung den Züchtungsprozess hin zu hochwertigen Proteinsorten in Raps vereinfachen.
Charakterisierung neuer potenzieller Biomarker bei definierten gastrointestinalen Tumorerkrankungen
(2025) Falkenstein, Charline Madeleine
Es ist bekannt, dass Tumoren über spezifische Stoffwechseleigenschaften verfügen, das sogenannte “Tumormetabolom“. Diese führten zur Etablierung des heute noch kommerziell erhältlichen Tumor M2-PK Tests für kolorektale Karzinome. Durch die Entwicklung eines kostengünstigen und nicht-invasiven Tests mit gleichzeitig hoher Sensitivität und Spezifität ist die Bestimmung der Tumor M2-Pyruvatkinase ein bedeutendes Diagnostikum in der Krebsfrüherkennung geworden. Bereits im Rahmen früherer Forschungen wurden einige Untersuchungen angestellt, um mit verschiedenen Antikörperkonstellationen gegebenenfalls weitere vielversprechende Marker entwickeln zu können. Diese damals unterbrochene Aktivität wurde mit Unterstützung der Firma ScheBo Biotech nun systematisch, bei verschiedenen GI-Tumoren wiederaufgenommen. Ziel war es mittels ELISA weitere monoklonale Antikörper-Kombinationen der Pyrovatkinase zu testen, welche bei der Detektion anderer gastrointestinaler Tumoridentitäten dienen könnten. Bei einer differenzierten Analyse im Hinblick auf die unterschiedlichen Karzinomtypen ergab sich, dass Patienten mit Pankreas- oder Darmkarzinom einen M2-PK-Wert zeigen, welcher im Median leicht oberhalb des Referenzbereichs lag. Der Vergleich verschiedener klonaler Antikörperkombinationen innerhalb der Stuhlproben identifizierte zwei verschiedene Paarungen, die zwischen Gesunden und Kranken unterscheiden konnten, die Kombinationen D-D und B-C. Insbesondere die Kombination D-D konnte bei Patienten mit Pankreaskarzinom einen statistisch signifikant hohen Effekt detektierten. Dieses Ergebnis deutet auf einen Ansatz hin, der möglicherweise zum Screening von Pankreaskarzinomen eingesetzt werden könnte. Die Plamaprobenanalyse ergab zwei Paarungen, welche signifikant in der Lage waren, zwischen Gesunden und Kranken zu unterscheiden: die Kombination C-D und C-C. Beide Kombinationen zeigten eine starke Effektstärke. Eine Betrachtung der Antikörperkombinationen nach Karzinomtyp ergab, dass die Kombination C-D marginal signifikant zwischen den vier einzelnen Gruppen (Gesund, Magenkarzinom, Pankreaskarzinom und Darmkarzinom) differenzieren konnte, insbesondere bei Patienten mit Darmkarzinom.
Optimierung der Interventionsquote bei der Herzkatheteruntersuchung durch die transparente und leitliniengerechte Indikationsstellung bei chronischer koronarer Herzkrankheit oder Verdacht auf koronare Herzkrankheit
(2025) Formambuh, Jude Thaddeus Ngwa
Hintergrund und Zielsetzung der Arbeit Die koronare Herzkrankheit (KHK) war im Jahr 2020 die häufigste Todesursache in Deutschland. Bei steigender Prävalenz in den letzten Jahren ist die KHK, vor allem in Hinblick auf die zunehmenden Gesamtgesundheitsausgaben (438,1 Milliarden Euros in 2020) von enormer volkswirtschaftlicher Bedeutung. Viele Beobachtungen und Studien in der Vergangenheit haben eine niedrige Interventionsquote bei der invasiven Koronarangiographie (IKA) gezeigt. Eine verbesserte Indikationsstellung für die Durchführung der IKA stellt eine wichtige Stellschraube zur Verbesserung der Interventionsquote und Senkung der Gesundheitskosten, durch die Vermeidung von unnötigen Untersuchungen dar. In dieser Arbeit wurde die Indikationsstellung in Korrelation mit dem Ergebnis der IKA in einem deutschen Krankenhaus der Regelversorgung evaluiert. Methodik Eine retrospektive Analyse der ersten 499 Patienten (Alter 65,5 ±11 Jahre, Männeranteil 63%), die im Jahr 2015 im Sana Krankenhaus Düsseldorf -Benrath eine IKA erhielten wurde durchgeführt. Die Indikation zur IKA und der Anteil an Patienten, bei denen ein nichtinvasiver Ischämietest vor IKA durchgeführt wurde, wurde analysiert. Ergebnisse Die Indikation zur Durchführung wurde in 44.9% der Fälle durch einen auswärtigen Kardiologen per Einweisung gestellt. Folgende Gründe zur Durchführung der IKA lagen vor; kardiogener Schock bzw. Herzinsuffizienz (2,8%), STEMI (8,2%), NSTEMI (13%), instabile Angina pectoris (17,2%), stabile Angina pectoris (55,1%). Bei 50,3% der Patienten wurde eine relevante Koronarstenose (>= 75% bzw. > 50% beim linken Hauptstamm) nachgewiesen (diagnostische Quote). Die Interventionsquote im gesamten Patientenkollektiv betrug 40% und bei Patienten mit stabiler Angina pectoris 32%. Bei 17,6% der Patienten wurde ein nicht-invasiver Test vor IKA durchgeführt (13,4% Herz-MRT, 4,4% Koronar-CT, 2,6% Myokardszintigraphie, 0,7% Belastungs-EKG und 0% Stress-Echokardiographie). Konklusion Die Interventionsquote war mit 40% tief und vergleichbar mit der Quote von 41.1% aus dem 32. Bericht über die leistungszahlen der Herzkatheterlabore in Deutschland im Jahr 2019. Der Anteil an nicht-invasiven Ischämietests vor IKA war mit 17,6 % sehr tief.
Exploration and application of high entropy lithium argyrodites as solid electrolytes for all-solid-state batteries
(2024-12) Lin, Jing
Solid-state batteries (SSBs) are a potentially safe, next-generation energy storage technology. Commercial viability of SSBs relies on the development of solid electrolytes with high ionic conductivity, high (electro)chemical stability, and good processability. A recent innovative approach to modify materials, potentially resulting in improved properties, is the “high-entropy” concept, characterized by ΔSconf > 1.5R (where ΔSconf and R represent the configurational entropy and ideal gas constant, respectively). However, the beneficial influence of a high configurational entropy on ion diffusion remains largely elusive given the absence of systematic studies. Therefore, this doctoral dissertation aimed to apply the high-entropy concept to solid electrolytes, in particular focusing on lithium argyrodites with the goal to achieve superionic conduction (~10 mS cm−1 at room temperature). The scientific objective was to understand the relationship between configurational entropy and charge-transport properties and to evaluate their potential as solid electrolytes for solid-state batteries. The first part of this thesis mainly focuses on altering configurational entropy via composition of lithium argyrodites by multiple cation and anion substitutions, with the general formula Li6+x[M1aM2bM3cM4d]S5I (M = P, Si, Ge, and Sb) as well as Li5.5PS4.5ClxBr1.5−x. Both strategies enabled ionic conductivities of more than 10 mS cm−1 at room temperature, owing to increased configurational entropy, i.e., occupational disorder. Then, the second part of this work presents a detailed electrochemical performance evaluation of high-entropy lithium argyrodites and the commercially available lithium argyrodite Li6PS5Cl. The outcome shows that solely multi-anion substituted lithium argyrodites possess an enhanced electrochemical stability as compared to the reference solid electrolyte Li6PS5Cl and thus lead to an increased solid-state battery performance, especially at high current rates. In contrast, multi-cation substituted lithium argyrodite solid electrolytes suffer from poor oxidative stability and thus might only be applicable as separator layer in all-solid-state batteries. Altogether, our results indicate the possibility of improving ionic conductivity and electrochemical stability in ceramic ion conductors via entropy engineering, i.e., inducing complex substitution, overcoming compositional limitations for the design of advanced electrolytes and opening up new avenues in the field.
Der Wirklichkeitsbezug von Erzählungen. Über naturalistische Ontologie und narrative Lebensdeutung im Religionsunterricht – eine Kritik kulturphilosophischer Ansätze
(2025) Schmuck, Martin
In dieser Arbeit geht es um die religionspädagogische Rehabilitierung des Konzepts einer rationalen Interpretation von Erzählungen, wozu insbesondere die Frage nach dem Gegenstand von Erzählungen gehört. Ausgangspunkt ist die sprachphilosophische bzw. semiotische (Peirce) These, dass jede Darstellungsform einen Gegenstandsbezug hat und in einem umfassenden Interpretationszusammenhang steht, so dass jede Darstellung prinzipiell für die ontologische Bestimmung seines Gegenstands offen ist. Damit erweist sich die für die aktuelle Religionspädagogik prägende Philosophie des (Sozial-) Konstruktivismus in wesentlichen Punkten als unvollständig. An vielen Beispielen aus der Theorie und Praxis der Religionspädagogik (inklusive kulturhermeneutischer Spielarten) werden (in Kapitel 1) die Folgen einer Vernachlässigung des Projekts einer rationalen bzw. ontologischen Interpretation von Erzählungen aufgezeigt: Diese bestehen sowohl in einer unreflektierten Ontologisierung narrativer Motive, als auch in einer unhinterfragten Interpretation vor dem Hintergrund der theologisch dominierenden Metaphysik des unerkennbaren Absoluten. Die aus der richtigen Einsicht in den existenziellen Charakter der Narrationen vorgetragene theologische Abweisung der ontologischen Frage (Nichtverobjektivierbarkeitsdoktrin) kann demnach als Ursache dessen angesehen werden, dass mit Narrationen metaphysische Gehalte transportiert werden oder gar der metaphysische Satz zum vermeintlichen Anker der narrativ vermittelten Sinnerfahrung wird. Das kulturhermeneutisch motivierte demonstrative ‚Offenlassen‘ der hermeneutischen und insbesondere ontologischen Frage erweist sich von daher als inkonsistent und undurchführbar. Das Projekt einer rationalen Hermeneutik und narrativen Ontologie lässt sich nur realisieren, wenn insbesondere der Universalität kritischer Rationalität und der rationalen Interpretierbarkeit des Narrativen Rechnung getragen wird. Die kulturphilosophischen Ansätze von Koschorke und Lyotard können als Musterbeispiel dafür gelten, wie demgegenüber poststrukturalistisches bzw. postmodernes Denken das Narrative zum unhintergehbaren Verstehenshorizont von Kultur überhaupt hypostasiert und kritische Rationalität samt der ontologischen Frage durch deren Beschränkung auf isolierte kulturelle Provinzen (etwa der Einzelwissenschaften) epistemisch depotenziert. Entsprechend nimmt in dieser Arbeit (in den Kapiteln 2 und 3) die kritische Auseinandersetzung mit den genannten Konzepten einen breiten Raum ein. Es soll gezeigt werden, dass der vordergründige Pluralismus der erwähnten Ansätze auf philosophischen Letztbegründungsintentionen aufruht, die auch ontologische Implikationen im Sinne einer Metaphysik des unerkennbaren Absoluten, des Unbestimmten (Koschorke) bzw. Undarstellbaren (Lyotard) haben. Demgegenüber wird der Versuch gemacht, die Idee universaler Rationalität zu plausibilisieren, welche durchaus auch in der Lage ist, eine sachgemäße (systematische) Verhältnisbestimmung der pluralen Diskurse bzw. Darstellungsformen vorzunehmen. Im Unterschied zu den genannten Ansätzen von Koschorke und Lyotard bietet die Sozialphilosophie von Luckmann einer rationalen Hermeneutik und narrativen Ontologie deutlich mehr Anknüpfungspunkte, weil Luckmann mit einem universellen Begriff humaner Erfahrung operiert, der ihm als hermeneutischer Schlüssel narrativer Darstellungen dient. Ungeachtet der Kritik an der phänomenologischen Letztbegründungsintention und dem sozialkonstruktivistischen Relativismus von Luckmann bleibt als Ertrag der Auseinandersetzung (in Kapitel 4) festzuhalten, dass sich eine rationale Hermeneutik und narrative Ontologie als Theorie der Erfahrung aufstellen muss. In der Entfaltung der religionspädagogischen Schlussfolgerungen (Kapitel 5) sind Luckmanns Ansätze zu einer narrativen Theorie der Erfahrung jedoch von empirischen Befunden (realwissenschaftlicher) Anthropologie her zu reformulieren, was insbesondere für seine Theorie der Erfahrungstranszendenzen gilt. Eine empirische Erfahrungstheorie bleibt aber ontologisch abgängig von den Realwissenschaften, d.h. die Bestimmung der Gegenstände der narrativen Theorie der Erfahrung (die zugleich Gegenstände der Erzählungen sind) muss im Horizont des Wirklichkeitsverständnisses des aktuellen (realwissenschaftlichen) Weltwissens erfolgen. Somit erweist sich die Bestimmung des Weltwissens für eine rationale Hermeneutik narrativ vermittelter Erfahrung als religionspädagogisch grundlegend. Statt etwa wie einst (vom Hessischen Kultusministerium) gefordert die Schöpfungsgeschichte im Biologieunterricht zu thematisieren, wäre es demnach religionspädagogisch eher geboten, die Evolutionstheorie als den ontologischen Rahmen zu setzen, innerhalb dessen die Schöpfungserzählungen zu interpretieren sind. Zur Bestimmung ‚großer Transzendenzen‘ (Luckmann) ist aus Sicht der vorliegenden Arbeit ein realwissenschaftlicher Begriff des Ganzen bewusst zu machen, der sowohl auf die Summe aller Teile als auch die grundlegende Einheit des (physikalischen) Grundzustands der Welt zielt. Dass sich Religionspädagogik auf diese Weise bei der Interpretation der für sie maßgebenden Erzählungen (seien sie tradiert-religiöser oder populär-kultureller Provenienz) im Rahmen des (naturalistischen) Wirklichkeitsverständnisses der Realwissenschaften halten würde, scheint sachlich und vor allem auch pädagogisch (im Kontext des allgemein-schulischen Bildungsauftrags) angemessener zu sein als weiterhin den ‚anonymen Göttern der nachhegelschen Metaphysik‘ (Habermas) zu folgen, die wie gezeigt auch für die poststrukturalistischen bzw. postmodernen Kulturphilosophien von Koschorke und Lyotard noch bestimmend sind. Auf diese Weise könnte die Theologie das alte Versprechen des jungen Schleiermacher endlich einlösen, auf metaphysische Überbietungsansprüche zu verzichten und konsequent die existenzielle Bedeutung ihrer Erzählungen zur Geltung zu bringen. In dieser Arbeit wird daher der Vorschlag gemacht, Theologie vor allem in religionspädagogischer Hinsicht als eine Theorie grundlegender, narrativ vermittelter existenzieller Wertorientierungen zu verstehen. Solche Wertorientierungen sind demnach einerseits – da existenziell – immer narrativ vermittelt; andererseits lassen sie sich vergleichend kritisch reflektieren – insbesondere im Hinblick auf die unterschiedlichen Reichweiten bzw. Horizonte der jeweiligen Wertorientierungen. Abschließend werden die Konsequenzen dieser Sichtweise für die zur Zeit einflussreichsten religionspädagogischen Ansätze eruiert, wobei davon ausgegangen wird, dass dazu neben dem performativen Ansatz und der Kinder- bzw. Jugendtheologie nach wie vor auch die Konzeption des problemorientierten Religionsunterrichts gehört. Der Entwurf einer rationalen Hermeneutik und narrativen Ontologie scheint geeignet, die Stärken der drei genannten Ansätze zu einer einheitlichen Konzeption zu bündeln.
Untersuchung zur Häufigkeit, Symptomen und Prognose von neugeborenen Fohlen mit Uroperitoneum und Urachusfistel
(2025) Bernick, André
Es wurde die zur Verfügung stehende Literatur zum Uroperitoneum und der Urachusfistel beim neugeborenen Fohlen analysiert und zusammengefasst (Publikation 1 und 2). Weiterhin erfolgte eine retrospektive Datenauswertung von Fohlen mit diesen Erkrankungen, die in der Tierklinik für Reproduktionsmedizin und Neugeborenenkunde der Justus-Liebig-Universität Gießen vorgestellt wurden (Publikation 3, 4 und 5). Folgende relevante Ergebnisse zur Erkrankung Uroperitoneum wurden erzielt: - Häufigkeit: 2,3 % aller Fohlen, die bis zum 14. Lebenstag in der Klinik vorgestellt wurden - Geschlechterverteilung: 78,8 % Hengst- und 21,2 % Stutfohlen (p < 0,05) - Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der Diagnose: 4,3 ± 3,4 Tage (Median: 3 Tage) - Überlebensrate: gesamt 48,5 %; operierte Fohlen 61,5 %; Fohlen, die nach der ersten Operation gelebt haben 80 % - Typische klinische Befunde: gestörtes Allgemeinbefinden (79,3 %), Tachypnoe (74,1 %), Tachykardie (71,4 %), prall gefülltes Abdomen (79,2 %), stark aufgetrommelte (60 %) bzw. gespannte (32 %) Bauchdecke, Tenesmus auf Harn (46,7 %) - Begleiterkrankungen mit einem signifikanten Zusammenhang zum Überleben (p < 0,05): o Erkrankungen der Atemwege (p = 0,036) - Typische sonographische Befunde: o hochgradig freie (97 %) und anechogene (91 %) Flüssigkeit im Abdomen o Harnblase sichtbar (50 %) o Zusammenhangstrennung im Harnapparat selten auffindbar (18 %) - Häufige labordiagnostische Blutbefunde zum Zeitpunkt der Diagnose: Hypochloridämie (91,2 %), erhöhte Kreatininkonzentration (77,8 %), Hyperkaliämie (74,2 %), Hyponatriämie (71 %), Lymphozytopenie (65,6 %), erhöhte Laktatkonzentration (61,3 %), Neutrophilie (59,4 %) - Lokalisation der Zusammenhangstrennung: dorsale Harnblasenwand (56 %), ventrale Harnblasenwand (12 %), Übergang von Urachus zu Harnblase (8 %), im Urachus (8 %), Ureter einseitig (8 %), am Harnblasenhals (4 %) - bei 25 % der Fohlen Auftreten einer Wundheilungsstörung an der Bauchnaht - bei 30 % ein Rezidiv des Uroperitoneums - Dauer des Klinikaufenthalts gesund entlassener Fohlen: 11,6 ± 3,7 Tage (Median: 11 Tage) Die kurzfristige Prognose in der Klinik ist gut, wenn das Uroperitoneum frühzeitig erkannt und therapiert wird und keine bzw. wenige Begleiterkrankungen vorliegen. Die mittelfristige Prognose für die ersten 6 Monate nach der Entlassung ist gut. Es haben 91,7 % der aus der Klinik entlassenen Fohlen gelebt. Folgende relevante Ergebnisse zur Erkrankung Urachusfistel wurden erzielt: - Häufigkeit: 7,8 % aller Fohlen, die bis zum 14. Lebenstag in der Klinik vorgestellt wurden - Geschlechterverteilung: 74,3 % Hengst- und 25,7 % Stutfohlen (p > 0,05) - 50 % der männlichen und 57 % der weiblichen Tiere haben überlebt - Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der Diagnose: 5,5 ± 3,2 Tage (Median: 5 Tage) - Überlebensrate: gesamt 67,3 %; Fohlen mit Urachus persistens 33,3 %; Fohlen mit Urachus patens 69,6 %; mit Nabelresektion 76,7 %; nach konservativer Therapie 63,4 % Der Erfolg der konservativen Therapie sinkt ab einer Therapiedauer von über 7 Tagen. - Typische klinische Befunde: Feuchte Umgebung des Hautnabels (100 %), Nabel normal gerissen (77,1 %), Harnträufeln aus dem Nabel beim Harnabsatz (75 %) - Auftreten meist einer oder mehrerer Begleiterkrankungen: o signifikanter Zusammenhang zum Überleben (p < 0,05) beim Auftreten eines Systemic Inflammatory Response Syndromes (p = 0,027) und Erkrankungen des Bewegungsapparates (p = 0,037) - Es konnten keine typischen labordiagnostischen Befunde im Zusammenhang mit einer Urachusfistel erhoben werden. - Blutwerte, die die Prognose signifikant verschlechtern (p < 0,05): Laktatkonzentration - 18,5 % der operierten Fohlen entwickelten Wundheilungsstörungen an der Bauchnaht - 67 % der Fohlen mit einer oder mehreren Folgeerkrankungen: Bronchopneumonien (37 %), Diarrhoe (27 %) und / oder Arthritiden (14 %) - Dauer des Klinikaufenthalts der gesund entlassenen Fohlen: 14,7 ± 7,5 Tage (Median: 13 Tage) Die kurzfristige Prognose in der Klinik ist gut für die Fohlen, die innerhalb der ersten 7 Tage therapiert werden konnten. Schwere Begleit- und / oder Folgeerkrankungen verschlechtern die Prognose. Es ist kein Fohlen nur aufgrund der Urachusfistel verstorben oder wurde deswegen euthanasiert. Die mittelfristige Prognose für die ersten 6 Monate nach der Entlassung ist gut. Es haben 93,9 % der Fohlen gelebt. Zusammenfassend konnten in der vorliegenden Arbeit zuvor beschriebene Erkenntnisse bestätigt und neue Informationen zu den Fohlenerkrankungen Uroperitoneum und Urachusfistel gewonnen werden. Als Haupterkenntnis dieser Studie kann gesagt werden, dass sowohl die Erkrankung Uroperitoneum als auch die Urachusfistel eine gute Prognose haben, wenn diese schnell diagnostiziert und adäquat therapiert wurden. Das Vorliegen von Begleiterkrankungen kann die Prognose verschlechtern, vor allem durch Bronchopneumonien, Systemic Inflammtory Response Syndrome und / oder Erkrankungen des Bewegungsapparats.
Ligand properties augmentation through modification with diamondoids
(2024) Bakhonskyi, Vladyslav
Diamondoids, a type of polycyclic hydrocarbons resembling small diamond cages, are long established in research and industry. Their chemical stability, conformational rigidity, spatial bulkiness, and excellent electron-donor abilities make them versatile lattices for numerous applications through their further functionalization or the augmentation of existing molecules. In this dissertation we explore further the impact of diamondoid modification by investigating a novel series of adamantane-containing NHCs based on the original Arduengo carbene. We also demonstrate the first application of diamantane functionalization in generating a potent ligand for the platinum family of anticancer drugs. In the first publication, in collaboration with the research group of Prof. Dr. Grzegorz Mlostoń from University of Łódź we reported on a series of adamantylated oxyimidazolium salts that could be used to generate N-alkoxyheterocyclic carbenes analogous to the first stable carbene isolated by Arduengo. We isolated the carbene that showed the largest upfield 13C NMR shift compared to common NHCs. We further analyzed the properties of investigated carbenes through their gold(I) and selenium complexes. The second publication builds upon discovering a straightforward way to previously inaccessible 1,2-vicinal diamantane derivatives, particularly chiral 1,2-diaminodiamantane. It is used to generate bulky and lipophilic Pt(II) dichloride and oxalate complexes. R,R-enantiomeric dichloride complex, tested on human ovarian cancer cell lines A2780 and cisplatin-resistant A2780cis, showed superior activity to the potent anticancer drug cisplatin.
Analyse potenzieller therapeutischer Zielstrukturen, die mit Replikation und Persistenz von Hepatitis-B-Viren und Hepatitis-D-Viren interferieren
(2024-12) Soppa, Lena
Mit einer von der WHO geschätzten Prävalenz von 254 Millionen chronischen Infektionen, sowie weltweit 1,1 Millionen Todesfällen, im Jahre 2022, stellt das Hepatitis-B-Virus (HBV), sowie das in Koinfektion auftretende Satelliten-Virus, das Hepatitis-D-Virus (HDV), eine große gesundheitliche Gefährdung für den Menschen dar. Trotz Vorhandensein eines protektiven Impfstoffs, bleibt die Forschung an neuen spezifischen Analyse-Methoden ein bedeutender Aspekt für die Entwicklung von Therapien zur vollständigen Heilung von chronischen HBV-Infektionen. Im Zentrum dieser Herausforderung steht die HBV cccDNA, die als Transkriptionsvorlage der viralen RNAs fungiert. Diese wird jedoch mit keiner der derzeit zugelassenen Therapien gezielt adressiert. In der hier vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Generierung von rekombinanter HBV cccDNA in-vitro anhand der ‚MiniCircle Technologie‘ eine zeitsparende und kosteneffiziente Methode zur Erforschung der HBV cccDNA Persistenz darstellt. Für eine schnelle Charakterisierung von HBV-Genomen aus Patientenseren ist dagegen die Amplifikation des gesamten Genoms mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) am geeignetsten, da aufwändige Klonierungen vermieden werden. Soll die Funktion spezieller Mutationen oder Gen-Abschnitte des HBV-Genoms untersucht werden, erweist sich die klassische Klonierung und nachfolgende Transfektion mit Plasmid-basierten HBV-Überlängenkonstrukten weiterhin als sinnvoll. Für in-vitro Untersuchungen, die dem natürlichen Infektionsprozess möglichst nahekommen, stellte sich die Generierung rekombinanter Virionen als überlegene Methodik heraus. Da HBV-ähnliche Varianten in nicht-humanen Primaten der Überfamilie Hominoidea (Menschenartige) zirkulieren, ist die Untersuchung einer möglichen Spezies-übergreifenden oder zoonotischen Infektiosität dieser HBV-Isolate ein wichtiger Aspekt für die Eingrenzung der durch HBV-Infektionen hervorgerufenen globalen Risiken. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine Kreuzübertragung von pseudotypisierten HDV mit Hüllproteinen von humanem HBV oder HBV-Isolaten aus Orang-Utans und Schimpansen über den humanen HBV-Rezeptor NTCP oder den Ntcp verschiedener nicht-humaner Primaten (Gibbon, Gorilla, Orang-Utan und Schimpanse) in-vitro möglich ist. Diese Befunde stehen im Einklang mit Berichten über die Übertragung des HBV vom Menschen auf nicht-humane Primaten sowie über die Kreuzübertragung von HBV zwischen Primaten. Derzeit ist jedoch weder ein Primaten-spezifisches HDV-Isolat noch eine Übertragung von humanem HDV auf nicht-humane Primaten in ihrem natürlichen Lebensraum bekannt. Im Rahmen der Entwicklung von Therapiemöglichkeiten ist es erforderlich auch die Seite des Wirts, in diesem Fall des Menschen, zu berücksichtigen. In der hier vorgelegten Arbeit wurden daher 64 Wirtsfaktoren auf potenzielle pro- oder anti-virale Funktionen in der HDV-Infektion in-vitro untersucht. Hierbei konnte klar gezeigt werden, dass IFITM3 eine pro-virale Funktion bei der HDV-Infektion einnimmt und somit einen möglichen Angriffspunkt für die Behandlung von HBV-/HDV-koinfizierten PatientInnen darstellt.
Auswirkungen einer veränderten Spermien Protamin-Ratio bei Mäusen und Männern: Fertilität, DNA-Integrität, epigenetische Modifikationen und reaktive Sauerstoffspezies
(2025) Kruse, Alexander
Protamin 2 (Prm2/PRM2) zusammen mit Protamin 1 (Prm1/PRM1) sind die beiden Protamine, die in murinen und humanen Spermien vorkommen. Bei der Kondensation des Chromatins männlicher Keimzellen im Laufe der Spermatogenese werden nahezu alle Histone durch die beiden Protamine in einer speziesspezifischen Ratio ersetzt. Abweichende PRM1/PRM2-Verhältnisse sind mit Sub- und Infertilität Mäusen als auch bei Männern assoziiert. Aufgrund eines unvollständigen Histon-Protamin-Austausches verbleibt ein geringer Anteil an Histonen (1 15%) DNA-gebunden. Die genregulatorischen Funktionen dieser Histone, die durch posttranslationale Modifikationen (PTMs) vermittelt werden, sind für die Entwicklung der Spermien und die frühe Embryogenese von großer Bedeutung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde mittels Gewebe- und Spermienproben von Prm2-defizienten Mäusen und subfertilen Männern untersucht, inwieweit verringerte Prm2-Level bis hin zum vollständigen Verlust von Prm2 und der dadurch bedingten Verschiebung der Protamin-Ratio zu Veränderungen der Spermienentwicklung und -qualität führen. Dabei waren testikuläre Spermien von den Auswirkungen einer abweichenden Protamin-Ratio bzw. Prm2-Defizienz nicht betroffen. Jegliche Folgen traten exklusiv in den Spermatozoen von Mäusen und Männern auf. Neben der fehlerhaften Protaminierung wiesen die Spermatozoen mit abnormalem Protamingehalt verschiedene pathomorphologische Veränderungen und einen Verlust des Fertilitätspotentials auf. Im Vergleich zu Spermien von fertilen Mäusen und Männern wiesen Spermatozoen mit abweichender Protamin-Ratio signifikant kleinere Köpfe und eine schwächere Kernfärbung auf. Die erhöhten Werte des oxidativen Stressmarkers 8-OHdG und des DSB-Markers γH2A.X in diesen Spermatozoen deuten darauf hin, dass oxidativer Stress vorherrscht und möglicherweise einen bedeutenden Beitrag zur beobachteten DNA-Fragmentierung leistet. Einschränkungen der Motilität sowie Immotilität konnten auf Membranschäden und einen gestörten Ca2+-Influx zurückgeführt werden, wobei sich CatSper1 als ein geeigneter Marker für Spermienmotilität herausstellte. Durch massenspektrometrische Analysen der posttranslationalen Modifikationen (PTMs) der Histone H3 und H4 in murinen und humanen Spermien mit unterschiedlichem Protamingehalt und Spermienqualität wurden signifikante Veränderungen in den Methylierungs- und Acetylierungsprofilen festgestellt. Spermatozoen mit verringertem Prm2/PRM2-Gehalt wiesen eine geringere Acetylierung des Histons H4 (H4ac) auf, ein Ergebnis, das bei beiden Spezies übereinstimmte. Im Detail wurden H4K5ac und H4K12ac als die beiden Modifikationen identifiziert, die im Vergleich zur Kontrollgruppe vermindert sind. Auf der Grundlage der in dieser Arbeit gewonnenen Daten hat der Prm2-Mangel in Mäusespermien einen Einfluss auf den Grad des oxidativen Stresses, die DNA-Fragmentierung, die Größe des Spermienkopfes, die Motilität und insbesondere das epigenetische Profil in Form von PTMs der Kernhistone H3 und H4. Humane subfertile Spermien mit einer abweichenden Protamin-Ratio wiesen ähnliche Defekte auf, die jedoch durch andere Faktoren als die festgestellte Abweichung des Protamingehaltes verursacht werden könnten. Die genauen Mechanismen für die Entstehung solcher Defekte müssen jedoch in zukünftigen Forschungen noch ermittelt werden.
Paratuberkulose in Milchziegenhaltungen - Ermittlung von Infektionsquellen mit Relevanz für das Tiergesundheitsmanagement im Bestand
(2024) Pickrodt, Chris
Die Paratuberkulose gewinnt als tiergesundheitlich und wirtschaftlich relevante Infektionskrankheit bei kleinen Wiederkäuern zunehmend an Bedeutung. Um die Tiergesundheit zu fördern und zugleich die weitere Ausbreitung der Paratuberkulose in betroffenen Beständen sowie in der gesamten Ziegenpopulation zu verhindern, ist die Prävention von Neuinfektionen entscheidend. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene potenzielle Vektoren auf das Vorhandensein von Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) untersucht, um die Übertragungswege der Paratuberkulose in Milchziegenherden besser zu verstehen. Zur Abschätzung des von der Stallumgebung und dem Saugen am Muttertier ausgehenden Gefährdungspotentials wurden in einem mit Paratuberkulose infizierten Milchziegenbestand zwei Studien durchgeführt. In Studie 1 wurde die Verbreitung von MAP im Stallgebäude durch die Untersuchung von 256 Umgebungsproben, bestehend aus Einstreu, Staub, Tränkwasser und Futter, mittels kultureller Anzucht und quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (real-time quantitative polymerase chain reaction; qPCR) bestimmt. Räumliche sowie zeitliche Einflussfaktoren auf den MAP-Nachweis wurden getrennt nach der verwendeten Nachweismethode durch eine logistische Regression analysiert. Die Übereinstimmung der Ergebnisse beider Nachweismethoden wurde zudem durch die Berechnung des Kappa-Koeffizienten und des Rangkorrelationskoeffizienten nach Spearman bewertet. Im Rahmen von Studie 2, in der die MAP-Belastung im Kolostrum und auf der Euterhaut bestimmt werden sollte, wurden 110 Einzeltierkolostren, 14 Sammelkolostren und 49 Euterhauttupfer im gleichen Betrieb entnommen und analysiert. Da für den Nachweis von MAP in diesen Probenmaterialien keine etablierten Methoden zur Verfügung standen, wurden diese im Vorfeld der Untersuchungen entwickelt und in Bezug auf ihre minimale Nachweisgrenze evaluiert. MAP konnte aus 28 Einstreu- und einer Staubprobe kulturell angezüchtet werden, wohingegen der molekularbiologische Nachweis in allen Matrizes möglich war. Ein kultureller Erregernachweis konnte mit der Anwesenheit von Ausscheidern im entsprechenden Stallbereich assoziiert werden. Stallbereiche mit einem hohen Tierverkehr, insbesondere das Melkkarussell, sowie der Ablammbereich wiesen eine hohe Erregerbelastung auf. Der im Verlauf der Studie sinkende Anteil der Ausscheider in der Herde hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Nachweisrate von MAP. In der Weidesaison konnten hingegen signifikant niedrigere Nachweisraten beobachtet werden als während der ganztägigen Stallhaltung. Trotz der festgestellten Umgebungsbelastung wies die Euterhaut lediglich eine geringe MAP-Kontamination auf. Der Nachweis erfolgte aus drei Euterhauttupfern mittels qPCR, jedoch war eine kulturelle Anzucht nicht möglich. MAP konnte molekularbiologisch weder im Einzeltier- noch im Sammelkolostrum nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass der Ablammbereich aufgrund des Zusammentreffens von vermehrungsfähigen Erregern und empfänglichen Neugeborenen einen Ort substantiellen Risikos für die Übertragung von MAP darstellt. Hingegen scheint das Risiko einer Erregerübertragung durch die Aufnahme von Kolostrum im Infektionsgeschehen der untersuchten Ziegenherde von untergeordneter Bedeutung zu sein. Eine potentielle Übertragung während des Saugaktes bleibt jedoch möglich. Die schnellstmögliche Separierung der Lämmer von den Alttieren in eine hygienische und möglichst MAP-freie Umgebung wird empfohlen, um die Aufnahme des Erregers aus der Ablammumgebung sowie durch die Verhinderung des Saugvorgangs zu minimieren. Die Entfernung aller identifizierten MAP-Ausscheider aus dem Bestand stellt eine weitere wesentliche Maßnahme dar, da bereits wenige dieser Tiere zu einer nachweisbaren Kontamination der Stallumgebung führen können. Die Empfehlungen, die aus den in dieser Arbeit dargelegten Untersuchungen abgeleitet wurden, sollten bei einer Bestandssanierung im betrieblichen Tiergesundheitsmanagement von Milchziegenbeständen berücksichtigt werden, um die Infektketten der Paratuberkulose erfolgreich zu unterbrechen.
From Aversion to Adoption: Exploring the Influence of Conversational Agents on Users
(2025-03-10) Heßler, Pascal Oliver
This dissertation examines how anthropomorphized conversational agents (CAs) influence user behavior in prosocial decision-making contexts. It starts with the growing significance of CAs, particularly following the release of ChatGPT, and addresses the challenge of algorithm aversion—people’s tendency to distrust algorithms. Based on experimental studies, two key research questions are explored: (1) Does algorithm acceptance differ between prosocial and for-profit contexts? (2) How do anthropomorphized CAs affect user behavior in prosocial situations? The findings reveal that algorithm aversion is more pronounced in prosocial contexts but can be mitigated through the targeted design of CAs, such as the use of anthropomorphic features. Notably, perceived competence plays a more critical role than expected warmth in reducing aversion. This work contributes to a deeper understanding of human-CA interactions and offers practical insights for designing trustworthy, user-centered CAs.
Komparative Analyse Vancomycin-resistenter Enterococcus faecium-Isolate aus Deutschland mit besonderem Fokus auf das Rhein-Main-Gebiet
(2024) Kurjak, Tom
Seit 1990 von ersten Vancomycin-resistenten Enterokokken (VRE) Fällen in Deutschland berichtet wurde, ist eine stetige Zunahme des Anteils von Vancomycinresistenter Enterococcus faecium (VREfm) an nosokomialen Infektionen und damit einhergehenden schweren Enterokokken-assoziierten Infektionen zu verzeichnen. Der ganzgenombasierten Surveillance der Populationsstruktur wird dabei eine wichtige Rolle im Hinblick auf die Beobachtung der Ausbruchsdynamiken, aber auch bezüglich der geschichtlichen Populationsstruktur auf molekularer Ebene zu Teil. Im Rahmen dieser Arbeit konnte für 187 VREfm Isolate aus dem Rhein-Main-Gebiet genetische Fingerabdrücke bestimmt werden. Die Isolate stammten aus den Jahren 2005, 2006 sowie 2007 und damit aus einer Zeit, über die bisher wenig im Hinblick auf die lokal dominierenden Sequenz- sowie Complextypen bekannt war. Durch diese Arbeit konnte damit eine regionale episodische Lücke bezüglich der genombasierten Surveillance von VREfm geschlossen werden. Ergebnis war die Dominanz des ST192 Sequenztyps (68 %) über alle Jahre (2005-2007), dessen gehäuftes Auftreten erst für das Ende der 2000er Dekade und die Jahre nach 2010 beschrieben wurde. Dies lag vornehmlich an der begrenzten Zahl an ganzgenombasierten veröffentlichten Ausbruchsuntersuchungen aus dem Rhein-Main Gebiet. Der Vergleich der gewonnen genomischen Fingerabdrücke aus 2005-2007 mit aktuellen Ganzgenomdaten zeigte jedoch, dass teilweise nur wenige Allele Unterschied zwischen Isolaten des gleichen ST192 Sequenztyp-/Complextyps, trotz größeren zeitlichen Abstands zwischen den Probenjahren, bestand. Ein weiteres unerwartetes Ergebnis dieser Arbeit war eine vanB Dominanz entgegen der eigentlich in den Jahren vor 2010 zu erwartenden vanA Dominanz (vanA/vanB, 4:1). Bereits 2019 wurde keines der Blutstrom-Infektions-Isolate am NRZ für Enterokokken des RKI mehr als ST192 typisiert. Es ist bundesweit daher durch das Auftreten und Verschwinden von spezifischen Sequenztypen und Complextypen in verschiedenen Jahren bzw. Quinquennien und Dekaden als Zeiträumen auszugehen, was für eine lebhafte Dynamik im Hinblick auf die genomische Populationsstruktur von VREfm in Deutschland spricht. Der aktuell im Fokus stehende und im Rhein-Main Gebiet wie bundesweit dominierende Klon ST117/CT71, war nicht unter den untersuchten Isolaten dieser Arbeit. Die in dem Untersuchungszeitraum dieser Arbeit 2005 bis 2007 zu erwartenden dominierenden Sequenztypen ST202, ST18, ST17, ST203, traten in geringerer Anzahl in Erscheinung. Die in dieser Arbeit erfolgte Sub-Differenzierung von Sequenztypen (MLST) in Complextypen (cgMLST), dies waren mit den größten Anteilen die Complextypen ST192/CT171 und ST192/CT3, stellte unter Beweis, dass hochauflösende Typisierungsmethoden mittels cgMLST eine umfassende Diskriminierung in CTSubtypen erlaubten. Die generierten genomischen Fingerabdrücke können dazu dienen Ausbrüche, insbesondere auf lokaler Ebene, besser zu diskriminieren sowie überregional einzuordnen und darüber hinaus vermeintliche Verwandtschaftsverhältnisse zwischen MLST-Typen auszuschließen. Dies bringt das Potential der hochauflösenden cgMLST Typisierung auch für örtlich und zeitlich auseinander liegende bzw. überregionale Ausbruchsgeschehen zum Ausdruck. Diese Arbeit zeigte zudem, dass es auch lohnend sein kann, ältere Isolate von Ausbrüchen, wie am Beispiel der limitierten Zahl an Veröffentlichungen und Daten zu VREfm Ausbrüchen zu Beginn der 2000er, der Ganzgenomsequenzierung zuzuführen und mittels moderner bioinformatischer Methoden nachträglich zu untersuchen. Die Generierung von genomischen Fingerabdrücken kann so retrospektiv einen Beitrag zum besseren Verständnis von Populationsstruktur und Epidemiologie leisten.
Technologischer Fortschritt in der kardialen Device-Therapie
(2022) Ziegelhöffer, Tibor
Die Grundsteine für die Diagnostik von Herzrhythmusstörungen wurden schon in der Antike durch Hippokrates und Aristoteles gelegt. Aufgrund der fehlenden pathophysiologischen Kenntnisse wurde ein Konzept für modernes Pacing, basierend auf der transthorakalen elektrischen Stimulation des Herzens, jedoch erst 1889 durch den englischen Arzt John Mac William erstellt1. Ungeachtet dessen musste die Medizin aber weitere Jahrzehnte warten, bis die neuen Entdeckungen bezüglich der Anatomie und Physiologie des Herzens sowie der technische Fortschritt mit Einführung des Elektrokardiograms, den Transfer seiner Theorie in eine effektive Therapie ermöglichten. 1928 hat Mark Lidwell, ein australischer Anästhesist, durch elektrische Stimulation mit einer transthorakal in den Ventrikel eingeführten Stimulationselektrode erfolgreich das Leben eines Kindes gerettet, welches nach der Geburt einen Herzstillstand erlitten hatte. Weitere Pioniere, wie Alber Hyman, Wilfred Bigelow, John Hopps, Paul Zoll, Earl E. Bakken und Walton Lillehei, welche die Einführung des externen Schrittmachers in die Therapie von bradykarden Herzrhythmusstörungen ermöglichten, prägten die Entwicklung der Elektrodevicetherapie für die nächsten 30 Jahre. Allerdings konnte diese Therapie nur mittels transthorakaler Stimulation erzielt werden und war deshalb mit hoher Invasivität und somit auch mit entsprechendem Komplikationspotenzial verbunden. Die daraus resultierende limitierte Anwendung, zusammen mit wissenschaftlichem und technischem Fortschritt, beschleunigte die Entwicklung von implantierbaren kardialen elektronischen Systemen1. Die erste vollständige Implantation eines kardialen elektronischen Systems erfolgte am 8. Oktober 1958 in Stockholm, als der schwedische Herzchirurg Ake Senning in Zusammenarbeit mit Rune Elmqvist, dem Leiter der Abteilung für medizinische Elektronik bei Siemens-Elema, dem 43-jährigen Patienten Arne Larsson einen Herzschrittmacher implantierte2. Dieser wurde noch in Eigenarbeit in der zugehörigen Klinikwerkstatt hergestellt. Das Gehäuse wurde aus einer sterilisierten Schuhcremedose angefertigt und die Lebensdauer der verwendeten Batterie betrug nur wenige Stunden. Gleichwohl war die Therapie erfolgreich und der Patient wurde beeindruckende 86 Jahre alt. Im Laufe seines Lebens wurden ihm insgesamt 26 Herzschrittmacher implantiert. Heute, mehr als 60 Jahre später, ist der Einsatz der implantierbaren kardialen elektronischen Systeme ein nicht mehr wegzudenkender Bestandteil in der Therapie von Herzrhythmusstörungen und Herzinsuffizienztherapie. In dem jährlich veröffentlichen Bericht des Instituts für Qualitätssicherung und Transparenz im Gesundheitswesen (IQTIG) werden die aktuellen nationalen Fallzahlen dokumentiert. Die bundesweite Auswertung der Qualitätsdatabase zum Erfassungsjahr 2019 von „Herzschrittmacher-Implantation“ zählte über 100.000 Eingriffe im Bereich der Herzschrittmacherimplantation, Herzschrittmacheraggregatwechsel und Herzschrittmacherrevision/-systemwechsel/-explantation. Im Bereich „Implantierbare Defibrillatoren-Implantation“ wurden 2019 zusätzlich mehr als 40.000 Eingriffe im Gebiet der Defibrillator Implantation (ICD-Erstimplantation und -Systemumstellung von Herzschrittmacher auf ICD), ICD-Aggregatwechsel und ICD-Revision/-Systemwechsel/-Explantation durchgeführt. Die große Breite der verfügbaren implantierbaren kardialen elektronischen Systeme, beginnend mit den Einkammer-Schrittmachersystemen, bis zu komplexen Cardiac Resynchronisation Therapy (CRT)-Schrittmacher- und Defibrillatorsystemen, sowie deren große Implantationszahlen, sind nicht nur dem inzwischen sehr breitem Indikationsspektrum, sondern auch dem technischen Fortschritt zuzuschreiben. Die Indikationen für den Einsatz implantierbarer kardialer Systeme finden sich in Leitlinien, Kommentaren, Curricula und Empfehlungen der nationalen sowie internationalen Fachgesellschaften, wie der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) und der Deutschen Gesellschaft für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie (DGTHG), des American College of Cardiology (ACC), der American Heart Association (AHA), der Heart Rhythm Society (HRS), und der European Society of Cardiology (ESC) wieder. Die Grundlage für ein einwandfrei funktionierendes implantierbares kardiales elektronisches System ist eine gute Funktionalität der einzelnen Systemkomponenten und deren Interaktion. Nahezu alle aktuell verfügbaren Systeme, mit Ausnahme von „Leadless Einkammer-Herzschrittmachern“, bestehen aus einem Aggregat und einer, abhängig vom implantierten System, variablen Anzahl an Sonden. Die modernen Herzschrittmacher- und ICD-Aggregate sind ausgestattet mit einer Vielzahl von Funktionen. Die stetig und rasant fortschreitende Entwicklung der Technik machte die modernen Aggregate sehr zuverlässig, bei gleichzeitig entwickelter enormer Breite an möglichen Stimulationsmodi und verschiedenen Formen der antitachykarden Therapie. Obwohl die Zuverlässigkeit der implantierten Aggregate allgemein anerkannt ist, kam es gelegentlich zu Sicherheitsrückrufaktionen der einzelnen Hersteller. Ursache hierfür sind mögliche Interaktionen von sehr komplexen Algorithmen während einer Therapie. Gleichwohl stellen die Sonden im Vergleich zu den Aggregaten die eigentliche Achillesferse der modernen Elektro-Device-Therapie dar. Die Funktion der Sonden ist die Übertragung der elektrischen Aktivität des Herzens zum implantierten Aggregat und, falls im Rahmen des Therapiealgorithmus notwendig, die anschließende Übertragung des elektrischen Impulses in das gewünschte Areal des Herzens. Somit ist die einwandfreie Funktion der Sonden eine Voraussetzung für die Therapiesicherheit und Effektivität des implantierten kardialen elektronischen Systems. Die historisch ersten Herzschrittmachersysteme übertrugen die erforderlichen elektrischen Stimulationsimpulse an das Myokard durch unipolare epikardiale Sonden. Diese mussten von Herzchirurgen durch eine Thorakotomie implantiert werden. Zusätzlich waren diese Sonden anfällig für Dysfunktionen, was zu einer hohen Revisionsrate mit erneut notwendiger Thorakotomie führte. Der daraus resultierende dringende Wunsch zur Reduktion der Invasivität, zusammen mit dem technischen Fortschritt führte zur klinischen Einführung der transvenös implantierbaren Sonden. Diese stellen heutzutage den Standard für die verschiedensten implantierbaren kardialen elektronischen Systeme dar. Allerdings steigt mit dem sich kontinuierlich erweiterndem Indikationsspektrum und mit der steigenden allgemeinen Lebenserwartung der Bevölkerung auch die Anzahl von Patienten, bei denen eine transvenöse Sondenimplantation nicht erfolgreich, unmöglich oder unter bestimmten Umständen nicht zielführend ist. Unter diesen Voraussetzungen können alternativ epikardiale Sonden implantiert werden. Derzeit sind bei den modernen epikardialen Sonden zwei verschiedene technische Konzepte verfügbar, die Einschraub- und die Annähsonden. Die fehlenden Daten in der Literatur zum Vergleich zwischen diesen beiden epikardialen Sondentypen bildeten den Anlass für eine Vergleichsstudie, die im Kapitel B.1 behandelt wird. Gut funktionierende linkventrikuläre Sonden sind Voraussetzung für eine effektive kardiale Resynchronisationstherapie (CRT). Diese werden heutzutage standardmäßig transvenös via Koronarsinus implantiert. Allerdings könnten eine ungünstige Anatomie des venösen Abflusssystems des Herzens, inakzeptable Stimulationsschwellen oder die unerwünschte Stimulation des Nervus phrenicus, Hindernisse zur erfolgreichen Implantation transvenöser linksventrikulärer Sonden darstellen. Durch die Entwicklung und Einführung der multipolaren linksventrikulären Sonden in die klinische Anwendung hat man Lösungen für einige dieser Probleme entwickelt, mit dem Ziel die Erfolgsrate der transvenösen linksventrikulären Sondenimplantation zu verbessern. Die klinischen Erfahrungen mit diesen neuartigen Sonden wurden im Rahmen einer Studie in der Kerckhoff-Klinik, Bad Nauheim gesammelt und publiziert. Die Ergebnisse dieser Studie werden in Kapitel B.2 präsentiert. Die erfolgreiche Einführung der multipolaren linksventrikulären Sonden in die klinische Praxis hat die Erfolgsrate der transvenösen Sondenimplantation zwar maßgeblich verbessert, allerdings wurden, um die kardiale Resynchronisationstherapie durchführen zu können, bei bestimmten anatomischen Anomalien, teilweise auch bei kontinuierlich anhaltendem Zucken des Zwerchfells aufgrund unerwünschter, schmerzhafter Stimulation des Nervus phrenicus oder bei wiederkehrenden Elektrodenversetzungen und somit kurz- oder langfristig einem Versagen des transvenösen Ansatzes, die epikardialen linksventrikulären Sonden weiterhin verwendet. In einer früheren Studie (siehe Kapitel B.1) haben wir gezeigt, dass die epikardialen Aufnäh- und Einschraubsonden stabile Langzeitergebnisse aufweisen und die Implantation mit einer geringen Komplikationsrate durchgeführt werden kann. Ein direkter Vergleich von epikardialen und transvenösen linksventrikulären Sonden war jedoch aufgrund der limitierten Datenlage weiterhin nur begrenzt möglich. Aus diesen Gründen haben wir eine Studie zum Vergleich der Haltbarkeit, Leistung und den erzielten Therapieerfolg zwischen epikardialen und transvenösen linksventrikulären Sonden während eines Beobachtungszeitraums von 5 Jahren durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Studie werden in Kapitel B.3 vorgestellt. Ein implantierbarer Kardioverter-Defibrillator (ICD) gehört heutzutage zur Standardtherapie von tachykarden Herzrhythmusstörungen bei Patienten mit hohem Risiko für einen plötzlichen Herztod. Die Basis für eine breite Anwendung von ICDs bilden die Ergebnisse von mehreren multizentrischen, prospektiven Studien, die in den letzten Dekaden publiziert worden sind. Es konnte nachgewiesen werden, dass eine ICD-Therapie das Überleben von Patienten, sowohl bei primärprophylaktischer und auch bei sekundärprophylaktischer Indikation, erhöhen kann. Die evidenzbasierten Empfehlungen für die ICD-Therapie sind in den aktuellen Richtlinien von ESC und ACC/AHA zusammengefasst. Seit der Einführung der ICD-Therapie in die klinische Praxis in den frühen 1980er Jahren, waren ICD-Tests zum Zeitpunkt der Geräteimplantation ein wesentlicher Bestandteil des operativen Verfahrens. Die ausschlaggebende Begründung für die intraoperative ICD-Testung war die Ermittlung der Defibrillationsschwelle (DFT) als Grundlage für die Programmierung der ICD-Schockparameter und die Sicherstellung einer angemessenen Erkennung von Kammerflimmern/Tachyarrhythmie, Systemintegrität und einer wirksamen Beendigung der Arrhythmie. Der DFT-Test repräsentiert die intraoperativ wiederholte Induktion von Kammerflimmern und die anschließende Anwendung von Testschocks mit abnehmender Energie, um den Schwellenwert für eine effektive Defibrillation zu bestimmen. Im letzten Jahrzehnt kam es zu einer Verlagerung von DFT zu einem einzigen intraoperativen Defibrillationstest (DT), um die Anzahl der Defibrillationen und der damit verbundenen möglichen Komplikationen zu verringern. Normalerweise entspricht die im Rahmen des DT angelegte Energie einer Sicherheitsmarge von ≥ 10 Joule unter der maximalen Generatorleistung. Die anhaltenden technischen Fortschritte bei der Entwicklung neuer ICD-Sonden, Schockalgorithmen, einer schnelleren therapeutischen Energieabgabe und die Einführung von „high energy“ Defibrillatoren in die klinische Praxis führten jedoch dazu, dass die Notwendigkeit intraoperativer Defibrillationstests grundsätzlich in Frage gestellt wurde. Allerdings waren diese Strategien nicht zufriedenstellend evidenzbasiert. Aus diesen Gründen wurden einige klinische Studien wie die SIMPLE- oder die NORDIC ICD-Studie gestartet, um diese Ansichten zu untermauern. Diese prospektiven Studien beschränkten sich jedoch nur auf „de novo“ Implantationen in ausgewählten Patientenkohorten, sodass die große Anzahl von Patienten mit bereits implantiertem ICD-System weggelassen wurde. Gerade bei diesem Patientenkollektiv kann das Alter der implantierten Sonden zum Zeitpunkt des Austauschs des ICD-Impulsgenerators einen großen Einfluss auf die Funktionalität des implantierten ICD-Systems haben. Dies wird unterstützt durch die Ergebnisse einer Studie von Kleemann et al.. In dieser Studie wurden 990 konsekutive Patienten, bei denen eine erste ICD-Implantation durchgeführt wurde, auf die jährliche Rate transvenöser Defibrillationssondendefekte im Langzeit-Follow-up über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren untersucht. Bei diesem Patientenkollektiv stieg die jährliche Sondendysfunktionsrate mit der Zeit nach der Implantation progressiv an und erreichte nach 10 Jahren bereits 20%. Wie bereits erwähnt, stellt eine gute Funktion und das Zusammenspiel aller Systemkomponenten, inklusive der ICD-Sonden, die Bedingung für ein einwandfrei funktionierendes, implantierbares, kardiales elektronisches System und daher auch für eine erfolgreiche antitachykarde ICD-Therapie. Daher haben wir in einer multizentrischen Studie die Wirksamkeit, Sicherheit und Berechtigung der intraoperativen DT bei realem und nicht vorselektiertem Kollektiv, bestehend aus 4572 Patienten, untersucht. Diese Studie wird in Kapitel B.4 behandelt. Im Falle einer reduzierten linksventrikulären Ejektionsfraktion < 35%, eines Linksschenkelblocks mit QRS Komplex > 120 ms und einer manifesten Herzinsuffizienz mit New York Heart Association (NYHA) Stadium III-IV sollte eine CRT-Geräteimplantation gemäß den Empfehlungen der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC) (Klasse I / IIa) durchgeführt werden. Das Hauptziel der CRT-Therapie besteht darin, die Herzfunktion zu erhalten oder sogar zu verbessern und dadurch auch die Symptomatik, die Leistungsfähigkeit und letztendlich auch die Lebensqualität der Patienten positiv zu beeinflussen. Allerdings konnten neuere Studien zeigen, dass 5 - 40% der Patienten mit Herzinsuffizienz zusätzlich Vorhofflimmern entwickeln. Die Datenlage zur Effizienz einer CRT-Therapie bei Patienten mit zusätzlichem Vorhofflimmern ist unzureichend. Während relevante größere CRT-Studien (z. B. CARE-HF, COMPANION) herzinsuffiziente Patienten mit gleichzeitig vorliegendem Vorhofflimmern ausdrücklich ausschlossen, zeigten einige kleinere Studien, dass die erwarteten vorteilhaften Effekte der CRT Therapie bei diesem Patientenkollektiv weniger ausgeprägt sind. Darüber hinaus weisen Patienten mit Vorhofflimmern im Vergleich zu Personen im Sinusrhythmus eine signifikant höhere CRT-Non-Responder-Rate auf. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit der Konversion von Vorhofflimmern in dem Sinusrhythmus unter CRT-Stimulation nicht bekannt und es ist weiterhin unklar, ob diese Patienten von der Implantation einer atrialen Sonde profitieren würden. Um diese Aspekte zu untersuchen, analysierten wir den Rhythmus und das Outcome der Patienten mit Vorhofflimmern nach einer CRT-Implantation im Langzeit-Follow-up. Diese Studie wird im Detail in Kapitel B.5 präsentiert.

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