TY  - THES
A1  - Hofmann, Martin
T1  - Contributions to Extreme Value Theory in the Space C[0,1]
T1  - Beiträge zur Extremwerttheorie im Raum C[0,1]
N2  - We introduce some mathematical framework for extreme value theory in the space of continuous functions on compact intervals and provide basic definitions and tools. Continuous max-stable processes on [0,1] are characterized by their “distribution functions” G which can be represented via a norm on function space, called D-norm. The high conformity of this setup with the multivariate case leads to the introduction of a functional domain of attraction approach for stochastic processes, which is more general than the usual one based on weak convergence. We also introduce the concept of “sojourn time transformation” and compare several types of convergence on function space. Again in complete accordance with the uni- or multivariate case it is now possible to get functional generalized Pareto distributions (GPD) W via W = 1 + log(G) in the upper tail. In particular, this enables us to derive characterizations of the functional domain of attraction condition for copula processes. Moreover, we investigate the sojourn time above a high threshold of a continuous stochastic process. It turns out that the limit, as the threshold increases, of the expected sojourn time given that it is positive, exists if the copula process corresponding to Y is in the functional domain of attraction of a max-stable process. If the process is in a certain neighborhood of a generalized Pareto process, then we can replace the constant threshold by a general threshold function and we can compute the asymptotic sojourn time distribution.
N2  - Es wird ein Zugang zur Extremwerttheorie auf dem Raum C[0,1] gegeben. Nach Charakterisierung und Analyse standard max-stabiler Prozesse, wird ein "funktionaler Anziehungsbereich" für standard max-stabile Prozesse vorgeschlagen, der allgemeiner ist als der übliche, der mittels schwacher Konvergenz definiert wird. Schließlich werden Verweildauern stetiger Prozesse über hohen Schwellenwerten betrachtet.
KW  - Extremwertstatistik
KW  - stochastischer Prozess
KW  - Extremwerttheorie
KW  - extreme value theory
KW  - stochastic processes
KW  - functional D-norm
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74405
ER  - 
TY  - THES
A1  - Jud, Dorit
T1  - Hornhautdicke, ausgewählte Risikofaktoren und genetische Disposition bei Patienten mit Normaldruckglaukom
T1  - Central corneal thickness, some risk factors and genetic disposition in patients with Normal Tension Glaucoma
N2  - Hornhautdicke, ausgewählte Risikofaktoren und genetische Disposition bei Patienten mit Normaldruckglaukom Kurzzusammenfassung In dieser Arbeit wurde eine Gruppe von 105 Patienten mit Normaldruckglaukom und als Vergleichsgruppe 73 Patienten mit Okulärer Hypertension eingeschlossen, die konsekutiv in der Glaukomambulanz der Universitätsaugenklinik Würzburg untersucht worden waren. Ziel dieser Studie war es, mittels eines standardisierten Fragebogens allgemeine sowie okuläre Risikofaktoren und die Familienanamnese für Glaukom zu erheben, um die genetische Disposition für eine Glaukomerkrankung zu untersuchen. Insgesamt wurden 112 Patienten mit Normaldruckglaukom sowie 100 gesunde Probanden als Vergleichsgruppe vom molekulargenetischen Institut der Universitätsaugenklinik Tübingen auf Mutationen im Myocilin- und Optineurin- Gen untersucht. Die folgenden Fragestellungen wurden in drei Teilabschnitten (Teil I-III) in dieser Arbeit untersucht. Ergebnisse/Schlussfolgerung: I. Hornhautdicke 1. Patienten mit Normaldruckglaukom weisen eine signifikant dünnere zentrale Hornhautdicke auf als Patienten mit Okulärer Hypertension. 2. Bei ca. 50% unserer Patienten mit Normaldruckglaukom liegt die zentrale Hornhautdicke im Normbereich. Somit ist keine Korrektur des mittels Goldmann-Applanations-Tonometrie gemessenen Augeninnendruckwertes erforderlich. Etwa 25% der Patienten weisen eine dünnere zentrale Hornhautdicke auf, so dass eine Korrektur des applanatorisch gemessenen Augeninnendruck-Wertes hin zu höheren Augeninnendruck-Werten erforderlich ist. Bei etwa 25% der Patienten liegt eine größere zentrale Hornhautdicke vor, so dass eine Korrektur hin zu niedrigeren Augeninnendruck-Werten erforderlich ist. 3. Bei zehn Patienten mit Normaldruckglaukom (9,6%) kommt es in Folge der durch die Hornhautdicke erforderlichen Korrektur des Augeninnendruck-Messwertes zu einer Änderung der Diagnose von Normaldruckglaukom zu Primären Offenwinkelglaukom. Von diesen Patienten wurde bei sieben der maximale Augeninnendruck-Wert auf 22 mmHg und bei drei Patienten auf 23 mmHg korrigiert. Daher ergeben sich bei diesen zehn Patienten nach Korrektur des Augeninnendruck-Messwertes, bedingt durch die Hornhautdicke, jedoch nur minimal über dem statistischen Normbereich liegende Augeninnendruckwerte von 22 bzw. 23 mmHg. Diese Werte von bis zu 2 mmHg über der für die Diagnose Normaldruckglaukom definierten Grenze von 21 mmHg bewegen sich somit immer noch im Rahmen der Messtoleranz. Dennoch ist die Hornhautdickenmessung für die Ermittlung des individuellen therapeutischen Zieldrucks bei Normaldruckglaukom erforderlich. Da keine hohen Augeninnendruck-Abweichungen zur Definitionsgrenze von 21 mmHg hier gefunden wurden scheint eine Gruppenunterteilung in Normaldruckglaukom, wie sie auf der Basis wiederholter nicht hornhautdickenkorrigierter Augeninnendruck-Messungen bisher in der Literatur für viele wissenschaftliche Fragestellungen vorgenommen wurde, zur Definition des Normaldruckglaukoms weiterhin gültig und vertretbar. Es wird dadurch eine Gruppe von Patienten mit Primärem Offenwinkelglaukom definiert, bei denen der Glaukomschaden weniger durch erhöhten Augeninnendruck als durch andere Risikofaktoren verursacht zu sein scheint. 4. Es besteht keine signifikante Korrelation zwischen einer dünneren Hornhaut und dem Vorhandensein eines Gesichtsfeldausfalls und kein signifikanter Zusammenhang zwischen der zentralen Hornhautdicke und dem Stadium des Gesichtsfeldausfalls. II. Ausgewählte Risikofaktoren 5. Ein Glaukom oder eine Okuläre Hypertension in der Familienanamnese liegt bei Verwandten 1. und 2. Grades bei 28,6% der 105 Patienten mit Normaldruckglaukom vor. 6. Es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen den Patienten mit und ohne Glaukom in der Familienanamnese im Stadium des Gesichtsfelds, im Alter bei Diagnose, im Alter zum Zeitpunkt der Auswertung, in der Höhe des Augeninnendrucks und in der zentralen Hornhautdicke. 7. Kenntnis über die genetische Disposition des Glaukoms schon vor Erhalt des Fragebogens gaben 57,1% der Patienten mit Normaldruckglaukom an. Es zeigt sich kein signifikanter Unterschied im Stadium des Gesichtsfeldausfalls und im Alter bei Diagnose des Normaldruckglaukoms zwischen Patienten mit und ohne Kenntnis der genetischen Disposition. Wichtig ist, Patienten und deren Angehörige über die genetische Disposition des Glaukoms aufzuklären. Menschen mit Glaukom in der Familienanamnese müssen darüber informiert werden, dass sie ein erhöhtes Risiko haben am Glaukom zu erkranken und müssen auf die Wichtigkeit einer Glaukom-Screening-Untersuchung für die Frühdiagnose hingewiesen werden. 8. Auf Blutverluste als möglichen Risikofaktor bei Patienten mit Normaldruckglaukom wurde in einer früheren Studie von Drance und Mitarbeitern hingewiesen. Ob es einen Zusammenhang zwischen häufigem Blutspenden und dem Auftreten eines Glaukoms ohne Hochdruck gibt, ist bisher nicht untersucht worden. 17,7% unserer Patienten mit Normaldruckglaukom waren Blutspender und haben durchschnittlich 15 Blutspenden (Median) (individuell 1-78 Blutspenden) abgegeben. Patienten mit Blutspenden zeigen, verglichen zu Patienten ohne Blutspende, keinen signifikanten Unterschied im mittleren Gesichtsfeldausfall und keinen signifikanten Unterschied im Alter bei Diagnose. Somit gibt es aus den bisher vorliegenden Daten keinen Anhalt dafür, dass häufiges Blutspenden einen Risikofaktor für eine Gesichtsfeldverschlechterung bei Normaldruckglaukom darstellt. Weitere Studien mit größeren Patientenzahlen sind erforderlich um diese Ergebnisse zu bestätigen. III. Genetische Disposition 9. Bei weniger als 10% der 112 untersuchten Patienten wurde eine Mutation in einem der beiden Gene Optineurin und Myocilin gefunden. In einer Kontrollgruppe bestehend aus 100 gesunden Probanden, rekrutiert durch das molekulargenetische Institut der Universitätsaugenklinik Tübingen, wiesen insgesamt 5,3% der Probanden Mutationen in einem dieser beiden Gene auf. Bei einer komplexen Erkrankung, wie sie das Glaukom darstellt, ist zu vermuten, dass es sich um eine polygen verursachte Erkrankung handelt. Eine genetische Screening-Untersuchung (z.B. mittels Gen-Glaukom-Chip) ist erst dann sinnvoll, wenn weitere Risiko-Gene identifiziert sind, als bisher bekannt sind. 10. Bei den 30 Patienten mit Glaukom in der Familienanamnese liegt bei 10% eine Mutation in einem der beiden Gene vor, und somit doppelt so häufig wie bei den 75 Patienten ohne Glaukom in der Familienanamnese, die in 5,3% eine Mutation aufweisen. Weitere Untersuchungen mit größerer Patientenzahl sind erforderlich, um einen signifikanten Zusammenhang zwischen einem Glaukom in der Familienanamnese und der Häufigkeit des Vorliegens von Mutationen in den beiden in dieser Arbeit untersuchten Genen zu belegen.
N2  - Central corneal thickness, some risk factors and genetic disposition in patients with Normal Tension Glaucoma Summary In this study a group of 105 patients with normal tension glaucoma and a control group with 73 patients with occular hypertension were included. These patients were consecutively examined in the outpatients clinic for glaucoma patients in the university eye hospital Würzburg. Aim of this study was to evaluate the genetic dispotition with a questionnaire for risk factors and family history of glaucoma. From a total of 112 patients with normal tension glaucoma and 100 healty control patients a genetic analysis for mutations in the Myocillin- and Optineurin- gen was performed by the insitute of molecular genetics of the university eye hospital Tübingen. Results/Conclusion I. Central Corneal Thickness 1. Patients with Normal Tension Glaucoma show a significant thinner mean central corneal thickness than patients with Ocular Hypertension. 2. In approximatley 50% of our patients with Normal Tension Glaucoma central corneal thickness is in normal range. There is no correction of intraocular pressure neccesary. Approximatly 25% show a thinner central corneal thickness, so that a correction of the applanatory measured value to higher intraocular pressure is needed. About 25% of the patients show a higher central corneal thickness, so that a correction to lower intraocular pressure is needed. 3. Due to the correction of intraocular pressure by central corneal thickness the diagnosis of 10 patients (9.5%) had to be changed from Normal Tension Glaucoma into Primary Open Angle Glaucoma. The resulted values of intraocular pressure of these 10 patients after correction – due to central corneal thickness – are 22 mmHg, respectivly 23 mmHg and so only minimal above the statistical value of normal. 2 mmHg above 21mmHg are still in the range of measurment deviation and only in 7 patients the maximal Intra Ocular Pressure changend to 22 mmHg and in 3 patients to 23 mmHg. The measurement of the central corneal thicknes is essential for calculation of the individual therapeutic intraocular pressure in patients with Normal Tension Glaucoma. So a clustering in Normal Tension Glaucoma, which is discribed in the literature by repeatedly measures of intraocular pressure with the uncorrected intraocular pressure values of 21 mmHg, still seems reasonable to distinguish patients with glaucoma damage not or only slightly caused by the risk factor elevated intraocular pressure. 4. There is no significant correlation between a very thin central corneal thickness and the presence of visual field loss and no significant correlation between central corneal thickness and stage of visual field loss. II. Some Risk Factors 5. Glaucoma or Ocular Hypertension in familiy history in first and second degree relatives was reported in 28.6% of 105 Patients. 6. There is no significant difference between patients with and without glaucoma in family history in the stage of visual field loss, in age at diagnosis, in age at time of evaluation, in height of intraocular pressure and in the central corneal thickness. 7. Knowledge about genetic disposition of glaucoma had 57.1% of the patients with Normal Tension Glaucoma, before obtaining the questionnaire. There is no significant difference in the stage of visual field loss and the age at diagnosis concerning Normal Tension Glaucoma patients with or without knowledge about the genetic disposition of glaucoma. It is important to inform patients with glaucoma and their relatives on the genetic disposition of glaucoma. People with glaucoma in family history had to be informed that they are at the risk to develop glaucoma and of the need for screening for glaucoma. 8. Blood loss was suggested as one of the risk factors in patients with Normal Tension Glaucoma in a former study of Drance. Weather there is a relation between frequent blood donation and and the develomment of Normal Tension Glaucoma has not been investigated so far. 17.7% of our patients with Normal Tension Glaucoma were blood donors with a median of 15 blood donations (1-78 blood donations). Patients with blood donations did not show – compared to patients without blood donations – a significant difference in mean stage of visual field loss and no significant difference in age at diagnosis. The data of this study provided no hint so far that blood donation might be a risk factor for visual field deterioration in Normal Tension Glaucoma. Further studies are required to confirm these results. III. Genetic Disposition 9. Less than 10% of 112 patients had a mutation in the two genes optineurin and myocillin. In a controll group – recruited by the university eye hospital Tuebingen – of 100 healty persons 5.3% showed a mutation in one of these genes. In a complex disease as the glaucoma a polygenic cause is assumed. A genetic screening (e.g. with glaucoma gene chips) is only feasible with chips including more high risk genes than known at present. 10. In 30 patients with glaucoma in family history a mutation in one of the two genes could be detected in 10% which is twice as high compared to the goup of 75 patients without glaucoma in family history of which 5.3% had a mutation in one of these two genes. Further research with a higher patients number is needed to prove weather there is a significant correlation between glaucoma in family history and the incidence of mutations in the two genes examined in this study.
KW  - Glaikom
KW  - Normaldruckglaukom
KW  - Risikofaktor
KW  - genetische Disposition
KW  - Hornhautdicke
KW  - normal tension glaucoma
KW  - risk factor
KW  - genetic disposition
KW  - central corneal thickness
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74441
ER  - 
TY  - JOUR
T1  - einBlick - Ausgabe 46 - 18. Dezember 2012
N2  - Nachrichten aus der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
KW  - Würzburg
KW  - Universität
KW  - University
KW  - Wuerzburg
KW  - Wurzburg
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74416
VL  - 46/2012
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ramm, Susanne
T1  - Mechanismen idiosynkratischer Lebertoxizität - Einfluss von Arzneistoff-unabhängigen Stressfaktoren auf die Bildung reaktiver Metaboliten und zellulären Stress
T1  - Mechanisms of idiosyncratic hepatotoxicity - Impact of drug independent stress factors on reative metabolite formation and cellular stress
N2  - Idiosynkratische Leberschädigung durch Arzneimittel (z.B. Diclofenac) stellt trotz ihres seltenen Auftretens eine erhebliche Komplikation in der Arzneimittelentwicklung und -therapie dar. Die zu idiosynkratischen Reaktionen führenden, komplexen chemischen und biologischen Abläufe sind noch weitgehend unklar. Inzwischen wird jedoch vermutet, dass die Toxizität eines Arzneimittels durch Arzneistoff-unabhängige Risikofaktoren, wie Krankheiten, Entzündungsreaktionen, Co-Medikation oder Alkohol, erhöht werden kann. Mögliche Mechanismen könnten hierbei eine vermehrte Bildung reaktiver Metaboliten bzw. eine veränderte zelluläre Stress- und Immunantwort sein. Um tiefere Einblicke in die Bedeutung möglicher Arzneistoff-unabhängiger Risikofaktoren zu erhalten, wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss drei verschiedener Stressfaktoren auf die Toxizität von Diclofenac (Dcl) untersucht. Bei diesen Stressfaktoren handelte es sich um Lipopolysaccharid (LPS) und Poly I:C (PIC) zur Simulation einer bakteriellen bzw. viralen Entzündung sowie um Buthionin-Sulfoximin (BSO) zur Depletion zellulären Glutathions. Zusätzlich wurde getestet, ob eine durch Stressfaktoren ausgelöste Erhöhung der Toxizität von Dcl in Ratten mit Veränderungen in der Biotransformation bzw. mit einer Hochregulation co-stimulatorischer Faktoren (z.B. Zytokine oder Alarmsignale) einhergeht. Die Kombination einer einwöchigen therapeutisch dosierten Dcl-Behandlung mit einer einmaligen LPS-Dosis erzeugte in den Tieren eine ausgeprägte Hepatotoxizität, die mit erhöhten Aktivitäten der Aminotransferasen im Serum einherging. Diese adversen Effekte konnten jedoch nicht durch LPS oder Dcl alleine, bzw. in Kombination mit PIC oder BSO erzeugt werden. Es besteht die Annahme, dass die Bioaktivierung von Diclofenac zu 5-OH-Dcl oder Dcl-Acylglucuronid (AG) sowie die folgende Bildung kovalenter Proteinaddukte zur Entwicklung von Lebertoxizität beiträgt. Mittels LC-MS/MS-Messungen konnten wir jedoch nachweisen, dass die Gabe von LPS + Dcl keine erhöhte Bildung reaktiver Metaboliten oder Dcl-AG-abhängiger Proteinaddukte auslöst. Im Einklang damit wurden Enzyme, die für die Bio-aktivierung von Dcl zu reaktiven Metaboliten verantwortlich sind (z.B. Cyp2C11, Cyp2C7 und UGT2B1), sowie die MRP-Effluxtransporter der Leber durch die Co-Behandlung mit LPS in ihrer Genexpression gehemmt. Zusätzliche qRT-PCR-Analysen Nrf2-abhängiger Gene, als Sensor für elektrophilen oder oxidativen Stress, zeigten keine Hochregulation zytoprotektiver Faktoren und unterstützen die Schlussfolgerung, dass Arzneistoff-unabhängige Stress-faktoren keine erhöhte Bildung toxischer Dcl-Metaboliten auslösen. Schließlich ergaben unsere Analysen, dass eine Aktivierung co-stimulatorischer NFκB- und MAPK-Signalwege mit Hochregulation co-stimulatorischer Faktoren (z.B. IL-1β, TNF-α, CINC-1, iNOS) und Akkumulation neutrophiler Granulozyten in der Leber sowohl durch Behandlung mit LPS + Dcl als auch mit PIC + Dcl induziert wurde. Nur die Kombination von LPS und Diclofenac bewirkte jedoch darüber hinaus eine massive Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine, Chemokine sowie toxizitätsfördernder Alarmsignale (z.B. IL-1β, TNF-α, CINC-1, HMGB1, LTB4) ins Plasma. Zusätzlich waren schützende negative Feed-back-Mechanismen, wie die Hitzeschockreaktion, in den mit LPS und Dcl behandelten Tieren gehemmt. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass eine metabolische Aktivierung von Dcl bzw. eine Akkumulation reaktiver Dcl-Metaboliten an der Entwicklung idiosynkratischer Leberschädigung nicht ausschlaggebend beteiligt ist. Im Gegensatz zu PIC oder BSO führte in den verabreichten Dosen nur die Gabe von LPS als Stressfaktor zu einer Aktivierung co-stimulatorischer Signalwege sowie zu einer Hemmung protektiver Systeme, wodurch die leberschädigende Wirkung von Dcl potenziert wurde.
N2  - Idiosyncratic drug reactions (IDRs) are rare but major complications of drug therapy and development. A basic understanding of the chemical and biological events leading to IDRs is still lacking. However, it appears that drug-independent risk factors may be critical determinants in the response to an otherwise non-toxic drug. It has been speculated that stress factors like an underlying disease, inflammation, co-medication or alcohol may increase reactive metabolite formation and/or alter cellular stress and immune response. Thus, we were interested to determine the impact of various drug-independent stress factors on the toxicity of diclofenac (Dcl), a model drug associated with rare but significant cases of serious hepatotoxicity. We tested the hypothesis that co-treatment with various drug-independent risk factors may enhance Dcl toxicity. These included lipopolysaccharide (LPS) and poly I:C (PIC) simulating bacterial and viral inflammation, respectively, and buthionine sulfoximine (BSO) as a model for cellular glutathione depletion. Additionally, we were interested to understand if stress factor-induced modulation of Dcl toxicity involves alterations in drug metabolism and/or up-regulation of co-stimulatory molecules thought to constitute “danger signals”. Co-treatment of rats repeatedly given therapeutic doses of Dcl for 7 days with a single dose of LPS resulted in severe liver toxicity accompanied by elevated serum aminotransferase activity. Neither LPS nor diclofenac alone or in combination with PIC or BSO had such an effect. It is thought that bioactivation to reactive 5-OH-Dcl or Dcl acyl glucuronides (AG) with subsequent protein adduct formation contribute to Dcl induced liver injury. However, LC-MS/MS analyses did not reveal increased formation of reactive metabolites or Dcl-AG-dependent protein adducts in animals treated with LPS + Dcl. Consistent with this, co-treatment with LPS induced down-regulation of enzymes responsible for Dcl bioactivation to reactive metabolites (e.g. Cyp2C11, Cyp2C7 and UGT2B1), as well as liver MRP efflux transporters. Furthermore, qRT-PCR analyses of Nrf2-dependent genes, as a sensor of electrophilic or oxidative stress, showed no up-regulation of cytoprotective factors, supporting the conclusion that drug-independent stress factors do not enhance formation of toxic Dcl metabolites. Hepatic gene expression analyses revealed activation of NFκB and MAPK pathways with up-regulation of co-stimulatory molecules (IL-1β, TNF-α, CINC-1, iNOS) and accumulation of neutrophil granulocytes in liver tissue by LPS + Dcl as well as by PIC + Dcl. However, only LPS + Dcl lead to extensive release of pro-inflammatory cytokines, chemokines and cytotoxic danger signals (IL-1β, TNF-α, CINC-1, HMGB1, LTB4) into plasma. Furthermore, down-regulation of protective factors (SOD2, HSPs, PGE2) suggested an impairment of negative feedback mechanisms in animals treated with LPS + Dcl. In summary our results show no major role of metabolic Dcl bioactivation or accumulation of reactive Dcl metabolites in the pathogenesis of idiosyncratic hepatotoxicity. In contrast to PIC or BSO only administration of LPS as stress factor lead to activation of co-stimulatory pathways as well as impairment of protective systems, resulting in potentiation of liver toxicity of therapeutic Dcl doses.
KW  - Leber
KW  - Diclofenac
KW  - Arzneimittel
KW  - Toxizität
KW  - idiosynkratische Arzneistofftoxizität
KW  - LPS
KW  - Liver
KW  - Diclofenac
KW  - idiosyncratic drug toxicity
KW  - LPS
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74342
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bauer, Jürgen
T1  - Darstellung und Untersuchung von Lewis-basischen Übergangsmetallkomplexen
T1  - Synthesis and analysis of Lewis-basic transition metal complexes
N2  - Es wurden Übergangsmetallkomplexe der Metalle Rhodium, Palladium und Platin synthetisiert und unter anderem in Bezug auf ihre Reaktivität als Lewis-Basen untersucht. Hierfür wurden Lewis-Addukte mit Aluminiumtrichlorid mit experimentellen und quantenchemischen Methoden umfassend untersucht. Des Weiteren wurde die Reaktivität von verschiedenen Fluorboranen gegnüber Lewis-basischen Übergangsmetallkomplexen untersucht. Auch konnte die Reaktivität von Münzgruppenmetall-Halogen-Bindungen gegenüber Lewis-Basen analysiert werden. So konnten nicht nur Insertionsprodukte, sondern auch kationische Metal-Only Lewis Pairs, unter anderem anhand von Einkristallröntgenstrukturanalysen und Dichte-Funktional-Theorie Rechnungen, untersucht werden.
N2  - Several transition metal complexes of the metals rhodium, palladium and platinum were synthesized and investigated in means of their reactivity as Lewis bases. For this purpose, Lewis adducts with aluminum trichloride were examined by experimental and quantum-chemical methods. Furthermore, the reactivity of fluoroboranes towards Lewis-basic transition metal complexes was investigated. Additionally, the reactivity of coinage group metal-halogen bonds towards platinum centred Lewis bases was analysed. Hereby, insertion products as well as cationic Metal-Only Lewis Pairs were fully characterized, for example by single crystal X-ray structure analysis and by density functional theory calculations.
KW  - Übergangsmetallkomplexe
KW  - Lewis-Base
KW  - Übergangsmetallkomplexe
KW  - Metal-Only Lewis Pairs
KW  - transition metal complexes
KW  - Lewis bases
KW  - Metal-Only Lewis Pairs
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74374
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bartl, Jasmin
T1  - Impairment of insulin signaling pathway in Alzheimer’s disease
T1  - Beeinträchtigung des Insulinsignalweges bei Alzheimer Demenz
N2  - The neurodegenerative disorder Alzheimer's disease (AD) is the cause of approximately 60% of the world's 35 million patients suffering from dementia. Current research focuses here are on association with other diseases such as diabetes type 2 (T2DM), possible genetic markers, specific signal transduction pathways within the brain and potential protein modification, because the pathogenesis and etiology of AD are still not fully understood. Specifically association of T2DM with AD came to the focus with the so-called "Rotterdam study" in 1999, indicating that T2DM doubles the risk of developing AD. In the meantime, it is known that the prevalence rate in patients with T2DM is 30%. Drugs commonly used in the treatment of T2DM such as peroxisome proliferator-activated receptors gamma (PPARγ) agonists show improvement of the cognitive abilities in patients with early stage of dementia, with potential therapeutically relevance. Therefore it is important not only to investigate a link between these diseases, but also to investigate the insulin signaling pathway in the brain of AD patients. In order to investigate this complex issue in more details and demonstrate additional links between T2DM and AD, the present study used several basic biological methods to clarify the question: "Is impaired insulin signaling pathway within the brain crucial for the development of AD?" from several points of view. The methods used in this work have been i) an analysis of single nucleotide (SNP) polymorphism of the insulin-degrading enzyme gene (IDE) in relation to risk of AD and / or of T2DM, ii) post-mortem histochemical studies of brain tissue of patients with only AD, with AD combined with T2DM and with only T2DM compared with an age-matched control group, and iii.) investigations of neurochemical pathways and gene/protein expression changes of a human cell culture as a consequences of amyloid β (Aβ) treatment. After analysis of the IDE SNP polymorphism in the selected VITA (Vienna Trans Danube Aging) cohort disease-specific effects were discovered. The upstream polymorphism (IDE2) was found to influence AD risk in a protective manner, while the downstream polymorphism (IDE7) modified the T2DM risk. Based on the SNP results, the presented study delineate the model that IDE promoter and 3‟ untranslated region/downstream variation can have different effects on IDE expression, maybe a relevant endophenotype with disorder-specific effects on AD and T2DM susceptibility. Furthermore, the human post-mortem studies could show that both AD as well as T2DM patients had a significantly lower density of the insulin receptor (IR) in the hippocampus, whereas a significantly increased density of inactive phosphorylated PPARγ has been found and this persisted even in patients with both diseases. Summarizing the histological study, it was possible to reveal common histological features of AD and T2DM, but no direct connection between the two diseases. Although AD is nowadays not only characterized by amyloid-containing plaque deposits and by the hyperphosphorylation of tau protein, the excessive Aβ42 presence in the brains of AD patients is still playing a key role. Up to date it is still not entirely clear which physical form of Aβ42 is responsible for the development of AD. The present work investigated, what impact has the state of aggregation of Aβ42 on genes and proteins of the insulin signaling pathway and the amyloid cascade. It could be shown that the oligomeric variant enhanced specifically the gene and protein expression of glycogen synthase kinase (GSK) 3β and also the enzyme activity was significantly increased, but has in turn strongly inhibited the IR gene and protein expression. Additionally, the effect of Aβ42 on monoamine oxidase B (MAO-B) was examined. An effect of both aggregated forms of Aβ42 had on enzyme activity was discovered. However, the fibrillar variants led to significantly increased activity of MAO-B while the oligomeric variants inhibited the enzyme activity. Several previous studies have demonstrated the involvement of increased MAO-B activity in AD, but the present work provides for the first time a direct link between the states of aggregation of Aβ42 to enzyme activity. Finally the results of the presented thesis can be summarized to following conclusion: Although AD and T2DM sharing some degrees of common features, still there is a lack of direct association, and therefore the diseases must be considered more independent rather than linked. But the impaired cerebral insulin signaling pathway seems to be another manifested hallmark of AD.
N2  - Die neurodegenerative Erkrankung Alzheimer Demenz (AD) ist für etwa 60% der weltweit 35 Millionen Demenz Patienten ursächlich. Die aktuelle Forschung konzentriert sich hierbei auf Assoziationen mit anderen Erkrankungen wie Diabetes Typ 2 (T2DM), potentielle genetische Marker, spezifische Signaltransduktionswege im Gehirn und mögliche Modifizierung von Proteinen, da weder die Pathogenese noch die Ätiologie von AD vollständig geklärt ist. Im Jahr 1999 rückte durch die so genannte "Rotterdam-Studie" eine mögliche Verbindung zwischen T2DM und AD in den besonderen Fokus der Wissenschaft, da die Studie darauf hinweist, dass T2DM das Risiko eine AD zu entwickeln verdoppeln kann. In der Zwischenzeit ist bekannt, dass die Prävalenz an einer AD zu erkranken bei Patienten mit T2DM 30% beträgt. Zusätzlich zeigten Medikamente, die häufig zur Behandlung von T2DM eingesetzt werden, wie PPARγ Peroxisom-Proliferator-aktivierte Rezeptoren gamma) Agonisten, eine Verbesserung der kognitiven Leistung bei Patienten mit einem frühen Stadium der AD.Um dieses komplexe Thema in weiteren Details zu untersuchen und zusätzliche Verbindungen zwischen T2DM und AD aufzuzeigen,verwendet die vorliegende Studie mehrere biologische Grundlagenmethoden, um die Frage zu klären: "Ist ein beeinträchtigter zerebraler Insulin-Signalweg entscheidend für die Entwicklung einer AD?" Die in dieser Arbeit verwendete Methoden waren i) eine Analyse von Einzel-Nukleotid-Poly-morphismen (SNP) des Insulin-abbauende Enzym (IDE) Gens in Bezug auf das Risiko eine AD und/oder T2DM zu entwickeln; ii) post-mortem histochemische Untersuchungen des Gehirngewebes von Patienten mit nur AD, mit AD und T2DM, und mit nur T2DM verglichen mit einer altersangepassten Kontrollgruppe; und iii) Untersuchungen neurobiologischer Signalwege und Gen-/Protein-Expressions Veränderung einer humanen Neuroblastoma Zelllinie nach Behandlung mit Amyloid β (Aβ) Peptiden. Nach der Analyse der IDE-SNPs in der ausgewählten VITA (Vienna Transdanube Aging) Kohorte wurden krankheitsspezifische Effekte entdeckt. Der Upstream-Polymorphismus (IDE2) minderte das Risiko an einer AD zu erkranken, während der downstream gelegene Polymorphismus (IDE7) das Risiko T2DM zu bekommen, erhöhte. Basierend auf den SNP Ergebnissen, beschreibt die vorliegende Studie ein Modell,das Variationen innerhalb des IDE Promotors und/oder in untranslatierten Regionen unterschiedliche Auswirkungen auf die IDE Expression haben können und somit potentiell Auswirkungen auf die Entwicklung von AD und T2DM haben können. Darüber hinaus konnte die menschliche post-mortem Studie zeigen,dass sowohl AD als auch T2DM Patienten eine signifikant geringere Dichte der Insulin-Rezeptoren (IR) im Hippo-kampus hatten, während eine signifikant erhöhte Dichte von inaktiven phosphorylierten PPARγ bei allen Patientengruppen detektiert werden konnte. Die vorliegende post-mortem Studie konnte zwar gemeinsame histologische Merkmale von AD und T2DM aufzeigen, jedoch keine direkte Verbindung der beiden Erkrankungen nachweisen. Obwohl AD heutzutage nicht mehr nur noch durch die Amyloid-haltigen Plaqueablagerungen und durch die hyperphosphorylierten Tau Proteine gekennzeichnet ist, spielt das übermäßige Vorhandensein von Aβ42 in den Gehirnregionen von AD Patienten eine entscheidende Schlüsselrolle. Bis dato ist es immer noch nicht vollständig geklärt, welche physikalische Form von Aß42 verantwortlich für eine Entwicklung von AD ist. Die vorliegende Arbeit untersuchte, welche Auswirkungen die Aggregatszustände von Aß42 auf Gene und Proteine des Insulin-Signalweges und auf die Amyloid-Kaskade haben. Es konnte gezeigt werden, dass die oligomere Variante von Aß42 speziell die Gen- und Proteinexpression von Glykogen-Synthase Kinase (GSK) 3β als auch ihre Enzymaktivität deutlich erhöht hatte, jedoch im Gegenzug die IR Gen- und Proteinexpression stark gehemmt hatte. Zusätzlich wurde die Wirkung von Aß42 auf die Monoamin Oxidase-B (MAO-B) untersucht. Es wurde ein Effekt beider untersuchten aggregierten Formen von Aß42 auf die Enzymaktivität entdeckt. Jedoch führte hier die fibrilläre Variante zu einer deutlich erhöhten Aktivität von MAO-B, während die oligomere Variante die Enzymaktivität inhibiert. Frühere Studien konnten bereits eine Beteiligung von erhöhter MAO-B-Aktivität in AD nachweisen, aber die vorliegende Arbeit zeigt erstmals eine direkte Verbindung zwischen den Aggregatzuständen von Aß42 auf die Enzymaktivität auf. Abschließend können die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zu folgenden Schluss-folgerungen zusammengefasst werden: Obwohl AD und T2DM bis zu einem gewissen Grad gemeinsame Merkmale aufzeigen, fehlt es an einer direkten Verbindung, und somit sollten die Krankheiten weiterhin eher unabhängig als miteinander verbunden betrachtet werden. Jedoch scheint die Beeinträchtigung des zerebralen Insulin Signalweges ein weiteres gefestigtes Merkmal von AD zu sein.
KW  - Alzheimer-Krankheit
KW  - Amyloid <beta->
KW  - Insulinrezeptor
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Neurobiologie
KW  - Insulinsignalweg
KW  - Alzheimer Dementia
KW  - type 2 diabetes mellitus
KW  - amyloid beta
KW  - insulin receptor
KW  - insulin pathway
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74197
ER  - 
TY  - THES
A1  - Uhlemann, Christoph Frank
T1  - Holographic Description of Curved-Space Quantum Field Theory and Gravity
T1  - Holographische Beschreibung von Quantenfeldtheorie auf gekrümmter Raumzeit und Gravitation
N2  - The celebrated AdS/CFT dualities provide a window to strongly-coupled quantum field theories (QFTs), which are realized in nature at the most fundamental level on the one hand, but are hardly accessible for the standard mathematical tools on the other hand. The prototype examples of AdS/CFT relate classical supergravity theories on (d+1)-dimensional anti-de Sitter space (AdS) to strongly-coupled d-dimensional conformal field theories (CFTs). The AdS spacetimes admit a timelike conformal boundary, on which the dual CFT is defined. In that sense the AdS/CFT dualities are holographic, and this new approach has led to remarkable progress in understanding strongly-coupled QFTs defined on Minkowski space and on the Einstein cylinder. On the other hand, the study of QFT on more generic curved spacetimes is of fundamental interest and non-trivial already for free theories. Moreover, understanding the properties of gravity as a quantum theory remains among the hardest problems to solve in physics. Both of these issues can be studied holographically and we investigate here generalizations of AdS/CFT involving on the lower-dimensional side QFTs on curved backgrounds and as a further generalization gravity. In the first part we expand on the holographic description of QFT on fixed curved backgrounds, which involves gravity on an asymptotically-AdS space with that prescribed boundary structure. We discuss geometries with de Sitter and AdS as conformal boundary to holographically describe CFTs on these spacetimes. After setting up the procedure of holographic renormalization we study the reflection of CFT unitarity properties in the dual bulk description. The geometry with AdS on the boundary exhibits a number of interesting features, mainly due to the fact that the boundary itself has a boundary. We study both cases and resolve potential tensions between the unitarity properties of the bulk and boundary theories, which would be incompatible with a duality. The origin of these tensions is partly in the structure of the geometry with AdS conformal boundary, while another one arises for a particular limiting case where the bulk and boundary descriptions naively disagree. Besides technical challenges, the hierarchy of boundaries for the geometry with AdS conformal boundary offers an interesting option. Namely, having the dual theory on the conformal boundary itself defined on an AdS space offers the logical possibility of implementing a second instance of AdS/CFT. We discuss an appropriate geometric setting allowing for the notion of the boundary of a boundary and identify limitations for such multi-layered dualities. In the second part we consider five-dimensional supergravities whose solutions can be lifted to actual string-theory backgrounds. We work out the asymptotic structure of the theories on asymptotically-AdS spaces and calculate the Weyl anomaly of the dual CFTs. These holographic calculations confirm the expectations from the field-theory side and provide a non-trivial test of the AdS/CFT conjecture. Moreover, building on the previous results we show that in addition to the usual Dirichlet also more general boundary conditions can be imposed. That allows to promote the boundary metric to a dynamical quantity and is expected to yield a holographic description for a conformal supergravity on the boundary. The boundary theory obtained this way exhibits pathologies such as perturbative ghosts, which is in fact expected for a conformal gravity. The fate of these ghosts beyond perturbation theory is an open question and our setting provides a starting point to study it from the string-theory perspective. That discussion leads to a regime where the holographic description of the boundary theory requires quantization of the bulk supergravity. A necessary ingredient of any supergravity is a number of gravitinos as superpartners of the graviton, for which we thus need an effective-QFT description to make sense of AdS/CFT beyond the limit where bulk theory becomes classical. In particular, quantization should be possible not only on rigid AdS, but also on generic asymptotically-AdS spacetimes which may not be Einstein. In the third part we study the quantization and causality properties of the gravitino on Friedmann-Robertson-Walker spacetimes to explicitly show that a consistent quantization can be carried out also on non-Einstein spaces, in contrast to claims in the recent literature. Furthermore, this reveals interesting non-standard effects for the gravitino propagation, which in certain cases is restricted to regions more narrow than the expected light cones.
N2  - Die AdS/CFT-Dualitäten ermöglichen einen Zugang zu stark gekoppelten Quantenfeldtheorien (QFT), welche einerseits für die Beschreibung der Natur eine große Rolle spielen, andererseits aber mittels der üblichen mathematischen Methoden schwer zu behandeln sind. Die etablierten Beispiele solcher Dualitäten identifizieren klassische supersymmetrische Gravitationstheorien auf (d+1)-dimensionalen anti-de Sitter Räumen (AdS) mit d-dimensionalen stark gekoppelten konformen Feldtheorien (CFT). Die AdS Raumzeiten besitzen einen zeitartigen konformen Rand, auf dem die duale CFT definiert ist. In diesem Sinn sind die Dualitäten also holographisch, und dieser Zugang hat zu beachtlichen Fortschritten im Verständnis von CFT auf der Minkowski-Raumzeit und dem Einstein-Zylinder geführt. Auf der anderen Seite ist das Verständnis von QFT auf allgemeineren gekrümmten Raumzeiten von besonderem Interesse und nicht-trivial bereits für freie Theorien. Darüber hinaus bleibt das Verständnis von Gravitation als Quantentheorie eines der schwierigsten Probleme in der Physik. Beide Fragestellungen können holographisch betrachtet werden, und wir untersuchen hier Verallgemeinerungen der AdS/CFT-Dualitäten, welche auf der niederdimensionalen Seite QFT auf gekrümmten Räumen und als weitere Verallgemeinerung auch Gravitation beschreiben. Im ersten Teil erweitern wir die holographische Beschreibung von QFT auf festen gekrümmten Raumzeiten, welche sich Gravitationstheorien auf asymptotisch-AdS Räumen mit der entsprechenden Randstruktur bedient. Wir diskutieren Geometrien, deren konformer Rand mit de Sitter oder AdS Raumzeiten identifiziert werden kann, um CFTs auf diesen Räumen holographisch zu beschreiben. Nachdem wir die holographische Renormierung etabliert haben, studieren wir die Unitaritätseigenschaften der CFTs mit Hilfe der dualen bulk-Beschreibung. Die Geometrie mit AdS als Rand zeigt eine Reihe von interessanten Eigenschaften, hauptsächlich da der Rand dieser Geometrie selbst einen Rand hat. Wir untersuchen beide Geometrien und lösen potenzielle Differenzen zwischen den Rand- und bulk-Theorien, welche mit einer Dualität inkompatibel wären. Der Ursprung dieser Differenzen liegt zum einen in der Struktur der Geometrie mit AdS als Rand und rührt zum anderen von einem speziellen Grenzfall, in dem sich die beiden Beschreibungen auf den ersten Blick unterscheiden. Neben technischen Herausforderungen bietet die Hierarchie von Rändern bei der Geometrie mit AdS als Rand eine interessante Option: Mit der dualen CFT wiederum definiert auf einem AdS Raum besteht zumindest prinzipiell die Möglichkeit, eine weitere Instanz von AdS/CFT zu implementieren. Wir diskutieren den passenden geometrischen Rahmen, in dem der Begriff des Randes eines Randes ein wohldefiniertes Konzept ist, und identifizieren Einschränkungen für solche mehrstufige Dualitäten. Im zweiten Teil behandeln wir fünfdimensionale supersymmetrische Gravitationstheorien, deren Lösungen als Stringtheorie-Konfigurationen interpretiert werden können. Wir arbeiten die asymptotische Struktur dieser Theorien auf asymptotisch-AdS Räumen heraus und berechnen die Weyl-Anomalie der dualen CFTs. Diese Rechnungen bestätigen die Erwartungen von der Feldtheorieseite und liefern damit einen nicht-trivialen Test der AdS/CFT-Vermutung. Aufbauend auf diesen Resultaten zeigen wir, dass zusätzlich zu den üblichen Dirichlet- auch allgemeinere Randbedingungen gestellt werden können. Damit wird die Randmetrik zu einer dynamischen Größe und es ergibt sich eine duale Beschreibung für eine konforme Supergravitationstheorie auf dem Rand. Die so erhaltene Randtheorie weist pathologische Eigenschaften wie perturbative Geister auf, was für konforme Gravitationstheorien zu erwarten ist. Die Rolle dieser Geister über die Störungstheorie hinaus ist eine offene Frage und unsere Konstruktion bietet einen Startpunkt, sie von der Stringtheorie-Perspektive zu untersuchen. Dies führt uns in einen Bereich, in dem die holographische Beschreibung der Randtheorie die Quantisierung der bulk-Theorie erfordert. Ein Bestandteil jeder supersymmetrischen Gravitationstheorie ist das Gravitino als Partner des Gravitons, für welches wir daher eine Beschreibung in Form von effektiver QFT benötigen. Insbesondere sollte die Quantisierung auch auf allgemeineren Hintergründen, die nicht notwendig die Einstein-Bedingung erfüllen, möglich sein. Im dritten Teil studieren wir die Quantisierung und Kausalitätseigenschaften des Gravitinos auf Friedmann-Robertson-Walker Raumzeiten. Dabei zeigen wir, dass eine konsistente Quantisierung auch auf Raumzeiten möglich ist, die nicht der Einstein-Bedingung genügen, im Gegensatz zu anderslautenden Schlussfolgerungen in der aktuellen Literatur. Darüber hinaus finden wir interessante Effekte für die Propagation der Gravitinos, welche in bestimmten Fällen auf echte Teilmengen der zu erwartenden Lichtkegel eingeschränkt ist.
KW  - AdS-CFT-Korrespondenz
KW  - Quantenfeldtheorie
KW  - AdS/CFT
KW  - string theory
KW  - conformal field theory
KW  - quantum field theory
KW  - Stringtheorie
KW  - Konforme Feldtheorie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74362
ER  - 
TY  - THES
A1  - Buck, Annette
T1  - Der Erwerb von Gesellschaftsanteilen durch Minderjährige
T1  - The acquisition of participations in companies by minors
N2  - Alle Formen des Erwerbs von Gesellschaftsanteilen durch einen Minderjährigen werden daraufhin untersucht, ob dieser Erwerb einer bestimmten Form erfordert, wer den Minderjährigen dabei vertritt, ob es einer familiengerichtlichen Genehmigung bedarf und unter welchen Umständen diese erteilt werden kann. Untersucht wird die Gesellschaftsgründung unter Beteiligung Minderjähriger, der Eintritt eines Minderjährigen in eine bestehende Gesellschaft durch Rechtsgeschäft unter Lebenden, die Umwandlung einer Gesellschaftsbeteiligung und der Eintritt eines Minderjährigen in eine Gesellschaft durch Erwerb von Todes wegen. Hierbei wird das Schwergewicht der Untersuchung auf die Personengesellschaften gelegt, da bei den Personengesellschaften typischerweise erhebliche Haftungsrisiken für den Minderjährigen bestehen. Bei den Kapitalgesellschaften wird die Rechtslage nur vergleichsweise dargestellt.
N2  - All forms of acquisition of participations (partnership interests) in companies by minors are analysed with respect to the following questions: Is a specific form required? Who is permitted to represent a minor in the acquisition process? Does an acquisition by a minor require approval under family law by the family court? Under which circumstances may such approval under family law be granted by the family court? Subject to the research done in this doctoral dissertation is furthermore the foundation of a company involving a minor and the acquisition of a participation (partnership interest) in an existing company by a minor through a legal transaction both inter vivos and as a result of death. Because of the considerable liability risks for minors this analysis focuses on partnerships. The legal situation of corporations is taken into consideration for comparison purposes only.
KW  - gesetzliche Vertretung
KW  - Ergänzungspfleger
KW  - Umwandlung
KW  - Erwerb von Todes wegen
KW  - Minderjähriger
KW  - Unternehmensgründung
KW  - Unternehmensbeteiligung
KW  - minor
KW  - legal representation
KW  - supplementary curator
KW  - approval by the family court
KW  - participation (partnership interest) in a company
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74238
ER  - 
TY  - THES
A1  - Troge, Anja
T1  - Studien am Flagellensystem des Escherichia coli Stammes Nissle 1917 (EcN) im Hinblick auf seine Funktion als Probiotikum
T1  - Studies on the flagellar system of Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) with regard to its function as a probiotic
N2  - Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) gehört zu den am besten untersuchten und charakterisierten probiotischen Bakterienstämmen. Seit Beginn des letzten Jahrhunderts wird er als Medikament eingesetzt, um verschiedene Darmerkrankungen wie z.B. Diarrhöe, entzündliche Darmerkrankungen und Verstopfung zu behandeln. Die Flagelle des EcN vermittelt Beweglichkeit und kann die Produktion von humanem β-Defensin 2 (hBD2) durch Epithelzellen induzieren. Somit ist dieses Organell direkt in die probiotische Funktion des EcN involviert. Es konnte gezeigt werden, dass die Flagellen anderer Bakterien, wie z.B. dem probiotischen Stamm Bacillus cereus CH oder den pathogenen Stämmen Pseudomonas aeruginosa und Clostridium difficile, die Adhäsion an intestinalen Mucus, welcher von Epithelzellen sekretiert wird, vermitteln. Allerdings blieb unklar, welcher Teil der Flagelle an welche Mucuskomponente bindet. Die Fähigkeit effizient an Wirtgewebe zu adhärieren wird als wichtiges Attribut eines probiotischen Stammes angesehen. Ex vivo Adhäsionsstudien mit Kryoschnitten humaner Darmbiopsien haben gezeigt, dass die Flagelle des EcN in die effiziente Adhäsion an humanes Darmgewebe involviert sein muss. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit die Funktion der Flagelle des EcN als Adhäsin untersucht. Zunächst wurde die hyperflagellierte Variante EcN ATHF isoliert und durch verschiedene Experimente, z.B. Schwärmagartests und Elektronenmikroskopie, charakterisiert. Weitere ex vivo Adhäsionsstudien mit EcN ATHF zeigten eine höhere Adhäsionseffizienz dieser hyperflagellierten Variante und bestätigten damit die Rolle der Flagelle bei der effizienten Adhäsion von EcN an die Kryoschnitte der humanen Darmbiopsien. Interessanterweise fungierte die Flagelle in in vitro Studien mit den humanen Epithelzellen Caco-2 und T24 nicht als Adhäsin. Diese Unterschiede zwischen den in vitro und ex vivo Studien führten zu der Annahme, dass die Flagelle des EcN in vivo die Adhäsion an Mucus vermittelt, welcher von den Caco-2- und T24-Zellen nicht produziert wird, aber in den Kryoschnitten der Darmbiopsien nachgewiesen wurde. Diese Vermutung wurde durch in vitro Adhäsionsstudien mit der Mucin-produzierenden Epithelzelllinie LS174-T bestätigt, da die Flagellen für eine effektive Adhäsion an diese Zellen essentiell waren. Zudem reduzierte die Präinkubation flagellierter EcN-Stämme mit Mucin2 ihre Adhäsionseffizienz an Kryoschnitte humaner Darmbiopsien. Um die direkte Interaktion zwischen Flagellen des EcN Wildtyps und Mucus zu zeigen, wurde ein ELISA etabliert. Es konnte eine direkte konzentrationsabhängige Interaktion zwischen isolierten Flagellen des EcN Wildtyps und Mucin2, bzw. humanem Mucus (Kolon) beobachtet werden. Interessanterweise konnte keine Interaktion zwischen isolierten Flagellen des EcN Wildtyps und murinem Mucus (Duodenum, Ileum, Caecum, Colon) festgestellt werden. Dies weist darauf hin, dass die Mucuszusammensetzung zwischen verschiedenen Spezies variiert. Verschiedene Kohlenhydrate, welche bekannte Mucusbestandteile sind, wurden auf ihre Interaktion mit der Flagelle von EcN getestet und Gluconat wurde als ein Rezeptor identifiziert. Die Präinkubation isolierter Flagellen mit Gluconat reduzierte ihre Interaktion mit Mucin2, bzw. humanem Mucus signifikant. Zudem wurde die oberflächenexponierte Domäne D3 des Flagellins, der Hauptuntereinheit der Flagelle, als möglicher Interaktionspartner von Mucin2, bzw. humanem Mucus ausgeschlossen. Flagellen, die aus einer Domäne D3 Deletionsmutante isoliert wurden, zeigten sogar eine effizientere Bindung an Mucin2, bzw. humanen Mucus. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Änderungen des pH-Wertes signifikante Effekte auf die Interaktion zwischen Mucus und isolierten Flagellen hatten, vermutlich aufgrund von Konformationsänderungen. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit die Flagelle als neues und scheinbar wichtigstes Adhäsin in vivo für den probiotischen Stamm EcN identifiziert. Hierfür wurden sowohl eine hyperflagellierte Variante, eine ΔfliC Mutante, sowie der dazugehörige komplementierte Stamm verwendet. EcN ist zudem der erste probiotische Stamm für den eine direkte Bindung der Flagellen an humanen Mucus nachgewiesen werden konnte. Die Mucuskomponente Gluconat konnte dabei als wichtiger Rezeptor identifiziert werden. Da einige pathogene Bakterien ihre Flagelle zur Adhäsion an Wirtsgewebe nutzen, könnte dieses Organell EcN dazu befähigen, mit Pathogenen um die erfolgreiche Kolonisierung des Darms zu konkurrieren, was als wichtige Eigenschaft eines Probiotikums betrachtet wird.
N2  - Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) is one of the best studied and characterized probiotic bacterial strains. It is in use as a drug since the beginning of last century to treat various diseases and dysfunctions of the human intestinal tract, e.g. diarrhea, inflammatory bowel diseases and obstipation. The flagellum of EcN mediates motility and is able to induce human beta defensin 2 (hBD2) production by epithelial cells. Therefore, this organelle is directly involved in EcN’s probiotic function. It has been shown that the flagella of several other bacteria, including the probiotic strain Bacillus cereus CH or the pathogenic strains Pseudomonas aeruginosa and Clostridium difficile, mediate adhesion to intestinal mucus, which is secreted by epithelial cells. However it remained unclear which part of the flagella binds to which mucus component. The ability to adhere efficiently to host tissue is considered to be an important attribute for a probiotic strain. Ex vivo adhesion studies with cryosections of human gut biopsies have revealed, that the flagellum of EcN must be involved in efficient adhesion to human intestinal tissue. Thus, the function of EcN’s flagellum as an adhesin was investigated in this work. First, the hyperflagellated variant EcN ATHF was isolated and characterized by several experiments, e.g. motility tests and electron microscopy. Further ex vivo adhesion studies with EcN ATHF demonstrated a higher adhesion efficiency of this hyperflagellated variant confirming the role of the flagellum for adhesion of EcN to cryosections of human gut biopsies. Interestingly, EcN’s flagellum did not function as an adhesin in in vitro adhesion studies with the human epithelial cells Caco-2 and T24. These differences between the in vitro and ex vivo studies led to the assumption, that in vivo the flagellum of EcN mediates adhesion to mucus, which is not produced by Caco-2 and T24 cells, but was shown to be present in the cryosections of human gut biopsies. This was confirmed by in vitro adhesion studies with the mucin-producing epithelial cell line LS174-T, as flagella were essential for efficient adhesion to these cells. Furthermore, preincubation of flagellated EcN strains with mucin2 (porcine stomach) reduced their adhesion effiency to cryosections of human gut biopsies. To demonstrate the direct interaction between flagella from EcN wildtype and mucus, an ELISA was established. A direct concentration-dependent interaction between isolated flagella from EcN wildtype and mucin2 as well as human mucus (Colon) could be observed. In contrast, there was no direct interaction between isolated flagella from EcN wildtype and murine mucus (Duodenum, Ileum, Ceacum, Colon), indicating that mucus composition varies among different species. By testing different carbohydrates - known to be constituents of mucus - for their interaction with the flagellum of EcN, gluconate was identified as one receptor. Preincubation of isolated flagella with gluconate significantly reduced their interaction with mucin2 or human mucus. Additionally, the surface exposed domain D3 of flagellin, the major subunit of the flagellum, could be excluded to be responsible for the interaction with mucin2 or human mucus. Flagella, which were isolated from a domain D3 deficient mutant, bound even more efficient to mucin2 as well as to human mucus. Furthermore the change of pH had significant effects on the interaction between mucus and isolated flagella, probably due to conformational changes. In summary, this study identified the flagellum as a novel and apparently major adhesin in vivo of the probiotic EcN by employing a hyperflagellated variant, a ΔfliC mutant as well as the corresponding complemented strain. Additionally, EcN is so far the first probiotic strain, for which it has been shown, that its flagella directly bind to human mucus. Thereby the mucus component gluconate was identified as an important receptor. As some pathogens have been reported to use their flagella for adhesion to human host tissue, this organelle might enable EcN to compete with pathogens for successful colonization of the gut, which has been postulated to be a prerequisite for probiotics.
KW  - Escherichia coli
KW  - Probiotikum
KW  - Geißel <Biologie>
KW  - Adhäsion
KW  - Adhärenz
KW  - E.coli Nissle 1917
KW  - Flagelle
KW  - adhesion
KW  - E. coli Nissle 1917
KW  - flagellum
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74201
ER  - 
TY  - JOUR
T1  - einBlick - Ausgabe 45 - 11. Dezember 2012
N2  - Nachrichten aus der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
KW  - Würzburg
KW  - Universität
KW  - University
KW  - Wuerzburg
KW  - Wurzburg
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74294
VL  - 45/2012
ER  -