610 Medizin und Gesundheit
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Die Leber verfügt über einzigartige immunologische Eigenschaften, wobei die Lebertransplantat-Spontantoleranz eine der beeindruckensten ist. Dies steht im Gegensatz zum zentralen Dogma der Transplantationsimmunologie, wonach MHC-differente Transplantate ohne Immunsuppression abgestoßen werden. Die Spontantoleranz entwickelt sich aus der vom Lebertransplantat ausgelösten Immunantwort, während andere MHC-differente Organ-transplantate im Rahmen einer solchen Immunantwort irreversibel zerstört werden. Zielsetzung dieser Arbeit war, die immunologischen Vorgänge im Lebertransplantat bei Abstoßung und Spontantoleranz näher zu untersuchen. Deshalb wurden die intrahepatischen T-Lymphozyten auf ihr Zytokinprofil (Th1/Th2 Zytokine) und ihre CD45RC Expression hin untersucht. Dies geschah in der Frühphase bis Tag 7 und in der Spätphase bis Tag 100 nach Lebertransplantation. Mit diesem experimentellen Design wurde überprüft, ob aus der frühen Aktivierung nach Lebertransplantation je nach Präsenz von Th1- oder Th2-Zytokinen entweder Abstoßung oder Spontantoleranz entsteht. Das Phänomen der Lebertransplantat-Spontantoleranz wurde in der Ratte mit der Zuchtlinie Dark Agouti (DA) nach Übertragung von Lebertransplantaten aus Lewis-Spendertieren (LEW) untersucht. Andere vaskularisierte Organe aus LEW Spendertieren wurden dagegen von ihren DA-Empfängern abgestoßen. Dienten DA-Tiere als Leberspender und LEW-Tiere als Empfänger, so war ebenso eine akute Transplantatabstoßung zu beobachten. Die Quantifizierung und Phänotypisierung der Leukozyten aus den Lebertransplantaten der Spontantoleranzgruppe und der Abstoßungsgruppe zeigten, dass es bereits in der Frühphase nach Transplantation zu einer starken Infiltration mit Leukozyten des Empfängers kam. Bereits am Tag 3 p.op. waren in diesen Lebertransplantaten nahezu nur noch Leukozyten der Empfänger nachzuweisen. Auch in spontantolerierten LEW Lebertransplantaten wurde dies beobachtet. Weiter wurde die Expression des Oberflächenmoleküls CD45RC auf den CD4+ T-Lymphozyten untersucht, da sich hierdurch naive von aktivierten Zellen unterscheiden lassen. Während der Frühphase zeigte sich ein dynamisches Verhältnis von CD45RCpos (naive T-Lymphozyten) und CD45RCneg (aktivierte T-Lymphozyten). In beiden allogenen Gruppen stieg dieses Verhältnis innerhalb von 3 Tagen nach Transplantation von 0,5 auf über 3 an. Bereits zwischen Tag 5 und 7 p.op. verringert sich dieses Verhältnis wieder in beiden Gruppen. In der Spätphase um den Tag 30 nach Lebertransplantation erhöhte sich in der Spontantoleranzgruppe das Verhältnis von aktivierten zu naiven T-Lymphozyten noch einmal, bevor es sich schließlich dem Niveau der Syngenen Kontrollgruppe annäherte. Für die intrahepatischen CD4+ T-Lymphozyten beider allogener Gruppen wurde in der Frühphase nach Transplantation eine deutliche Anwesenheit von IL-2 und IL-2 mRNA nachgewiesen. In dieser Phase sezernierten sie auch die Th2- Zytokine IL-4 und IL-10. Dies war unabhängig davon, ob die T-Lymphozyten aus Lebertransplantaten der Abstoßungs- oder Spontantoleranzgruppe stammten. Somit konnte nicht eindeutig gezeigt werden, dass die Anwesenheit von Th2-Zytokinen für die Induktion von Spontantoleranz notwendig ist bzw. ihre Abwesenheit zur Transplantatabstoßung führt. In der Spätphase nach Transplantation wurden aus den spontantoleranten Lebertransplantaten CD4+ T-Lymphozyten isoliert, für die nach einer in vitro- Stimulierung IL-13 mRNA nachzuweisen war. Diese Fähigkeit ließ sich bis zum Versuchsende am Tag 100 verfolgen. Hingegen brachten Analysen von CD4+ TLymphozyten, die zum gleichen Zeitpunkt aus den Milzen dieser Tiere isoliert wurden, für dieses Zytokin kein Ergebnis. Auch in der Syngenen Kontrollgruppe waren die CD4+ T-Lymphozyten, die aus den Lebertransplantaten und Milzen isoliert wurden, nicht in der Lage, dieses Zytokin zu produzieren. IL-13 zählt zu den Th2-Zytokinen, das regulierend auf immunkompetente Zellen wirkt und die Produktion verschiedener inflammatorischer Zytokine hemmt. Diese IL-13-positiven CD4+ T-Lymphozyten stellen somit attraktive Kandidaten für Zellen mit einem regulatorischen Potential dar, die zur Erhaltung der Langzeitfunktion von Lebertransplantaten entscheidend sein könnten. Die Leber mit ihren einzigartigen immunologischen Fähigkeiten verbirgt noch zahlreiche Geheimnisse. Unstrittig ist, dass weiterführende Untersuchungen zu neuen Erkenntnissen über die Immunbiologie IL-13-positiver T-Lymphozyten im Besonderen und zur Leberimmunologie im Allgemeinen führen werden.
Eine inadäquate Sedierungstiefe während eines Intensivstationsaufenthaltes ist ebenso unerwünscht und gefährlich wie eine Über- oder Unterdosierung von Analgetika und Sedativa. Zum jetzigen Zeitpunkt steht jedoch kein geeignetes objektives Monitoring zur Verfügung, um die Sedierungstiefe routinemäßig zu bestimmen und den erforder-lichen Medikamentenbedarf zu steuern. Das ist u.a. bei kardiochirurgischen Intensiv-patienten von Nachteil, die aufgrund des Eingriffs und der Vorerkrankungen zu post-operativen neurologischen Auffälligkeiten, Durchgangssyndromen und verändertem Aufwachverhalten neigen. Dieses spezielle Kollektiv könnte von einer exakten Sedierungstiefensteuerung besonders profitieren. In der klinischen Routine werden heute immer noch traditionelle Sedationsscores wie z. B. der Ramsay-Score oder die Kombination kardiovaskulärer Parameter, wie Herz-frequenz und Blutdruck verwendet, um die Sedierungstiefe der Patienten einzuschätzen. Die Verwendung des EEG und bestimmter daraus abgeleiteter Parameter könnte eine Möglichkeit darstellen, die Sedierungstiefe der Intensivpatienten in der Zukunft zu bestimmen. In der durchgeführten Studie wurde bei 22 kardiochirurgischen Intensivpatienten post-operativ untersucht, inwieweit die EEG-Parameter Spektrale Eckfrequenz (SEF) und Medianfrequenz (MF) zur Bestimmung der Sedierungstiefe bei diesem speziellen Patientenkollektiv geeignet sind. Die erste Messung wurde unmittelbar postoperativ nach dem Eintreffen des Patienten auf der Intensivstation durchgeführt. Stündlich wurden die SEF und die MF bestimmt und dokumentiert, um den Verlauf der Sedierung bis zur Extubation darzustellen. Die Patienten wurden mit Propofol und Sufentanil analgosediert. Die letzte Messung erfolgte nach der Extubation beim wachen Patienten. Zusätzlich zu der Bestimmung der SEF und der MF wurde stündlich die Sedierungstiefe der Patienten mithilfe von Sedationsscores eingeschätzt und die wichtigsten hämo-dynamischen Daten der Patienten notiert. Die grafische Auswertung und die Berechung der PK-Werte führten zur Einteilung der 22 Patienten in jeweils drei Gruppen (SEF-Patienten, Non-SEF-Patienten und Inverse-SEF-Patienten, sowie MF-Patienten, Non-MF-Patienten und Inverse-MF-Patienten). Die möglichen Gruppenunterschiede wurden durch den Chiquadrat und den Mann-Whitney-U-Test mithilfe des Statistikprogramms SPSS dargestellt. Es konnte bei der SEF in 36 % eine positive Korrelation zwischen der SEF und den Sedationsscores gefunden werden. Bei der MF war dies in 23 % der Patienten der Fall. Hierfür konnte keine Erklärung anhand der demografischen und hämodynamischen Daten gefunden werden. Zudem gab es keine Möglichkeit, Parameter aufzuzeigen, um zwischen den verschiedenen Gruppen unterscheiden zu können. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse der vorliegenden Studie darauf hin, dass die EEG-Parameter SEF und MF ungeeignet sind zur Bestimmung der Sedierungstiefe bei kardiochirurgischen Intensivpatienten.
Die Vorhersagbarkeit des äußeren Erscheinungsbildes nach einer kombiniert kieferorthopädisch-kieferchirurgischen Behandlung stellt nach wie vor ein Problem dar. Die hohen Erwartungen, die innerhalb des vergangenen Jahrzehnts in die Rechnergestützte Planung und Simulation von skelettverlagernden Operationen gesetzt worden sind, zeigten nicht die erhoffte klinische Präzision. Des Weiteren wurden bestimmte Aspekte ,wie die Auswirkung der Le Fort I Osteotomie auf die Kinnprominenz, nicht nachhaltig untersucht. In der vorliegenden Untersuchung von 42 Patienten mit Le Fort I Osteotomie wurden eine prä-und posttherapeutische kephalometrische Analyse in Verbindung mit einer ästhetischen Beurteilung nach Schwarz und Gonzalez-Ulloa durchgeführt. Es konnte nachgewiesen werden, dass bedingt durch die Autorotation des Unterkiefers beträchtliche Veränderungen der Proportionen des Untergesichtes auftraten, die in direktem Zusammenhang mit dem Ausmaß und der Richtung der Impaktion des Oberkiefers standen. Im Durchschnitt kann mit einer 70-80 %igen Vorverlagerung der Kinnprominenz und einer 70%igen Verkürzung der unteren Gesichtshöhe gerechnet werden. Die Veränderungen der Weichgewebe lassen sich hingegen nur ungenau prognostizieren. Daher erscheint es aus kieferchiurgischer Sicht sinnvoll, zunächst die Auswirkung der Oberkieferimpaktion auf die Position des Unterkiefers und den Einfluß auf die Gesichtsästhetik abzuwarten und gegebenenfalls in einem Sekundäreingriff eine Kinnplastik auszuschließen.
Atherosklerose und Hypercholesterinämie führen zu einer deutlichen Beeinträchtigung der vaskulären Funktion. Neben der bereits vielfältig beschriebenen Hemmung der endothelvermittelten Vasodilatation durch oxidierte Lipoproteine, fanden sich in den vergangenen Jahren auch zunehmend Hinweise für ein verändertes Kontraktionsverhalten von Arterien unter dem Einfluss von oxidiertem LDL. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob oxidiertes Lipoprotein die Angiotensin II induzierte Vasokonstriktion verändert, durch welche Mechanismen dies geschieht und ob sich durch den Einsatz bereits bekannter und etablierter antihypertensiver Medikamente und neuerer Substanzen ein Einfluss hierauf nehmen lässt. Hierfür wurden Kontraktionsexperimente an isolierten Kaninchenaorten durchgeführt. Zu Beginn der Arbeit wurde zunächst die Angiotensin II induzierte Vasokonstriktion studiert, hierbei zeigte sich, dass Angiotensin II selbst bei repetitiver Stimulation zu einer Zunahme der Kontraktilität isolierter Kaninchenaorten führt. Wie weiterführende Untersuchungen zeigten, konnte dieser Effekt durch die Blockade von Calciumkanälen nur teilweise beeinflusst werden. Hiervon ausgehend kann festgestellt werden, dass Angiotensin II zu einer Zunahme der Kontraktilität durch eine Sensibilisierung des kontraktilen Apparates gegenüber Calcium führt. Der Mechanismus der Ca2+- Sensibilisierung ist noch nicht vollständig geklärt, in vorangehenden Studien unterschiedlicher Arbeitsgruppen fanden sich jedoch viele Hinweise auf eine Rho-Kinase vermittelte Aktivitätsmodulierung der Myosin-Leichtketten-Phosphastase. Die Beteiligung der Rho-Kinase an der Angiotensin II induzierten Vasokonstriktion konnte durch den Einsatz des Rho-Kinase Hemmers Y27632 gezeigt werde. Nach Inkubation kam es zu einer signifikant verringerten Ausprägung der Angiotensin II induzierten Vasokonstriktion. Auch durch die Blockade des AT1-Rezepors konnte die Angiotensin II induzierte Vasokonstriktion verhindert werden, während der Einsatz eines Angiotensin-Converting-Enzym-Inhibitors ohne Einfluss auf die Vasomotorik blieb. Im Anschluss wurde der Effekt des oxidierten Low Density Lipoproteins auf die Angiotensin II induzierte Vasokonstriktion untersucht. OxLDL steigerte die durch eine Schwellenkonzentration von Angiotensin II hervorgerufene Kontraktion isolierter Kaninchenaortenringe um das 2,9 fache, während es den Basaltonus unkontrahierter Gefäße nicht beeinflusste. Dabei war zunächst unklar, über welchen Mechanismus diese Potenzierung der Angiotensin II induzierten Vasokonstriktion vermittelt wird. Durch den Einsatz eines Calciumkanalantagonisten konnte gezeigt werden, dass die OxLDL induzierte Zunahme der Kontraktilität nicht einzig durch eine Steigerung der intrazellulären Calciumionenkonzentration vermittelt ist, da dieser nur eine partiellen Effekt von etwa 40% hatte. Der Rho-Kinase-Inhibitor Y27632 führte jedoch zu einem Ausbleiben bzw. Rückgang der Potenzierung. Daher bleibt festzustellen, dass sowohl bei Angiotensin II induzierten Vasokonstriktion als auch deren Potenzierung durch OxLDL die Rho-Kinase beteiligt ist. Auch eine Hemmung der Angiotensin II induzierten Vasokonstriktion durch einen AT1-Rezeptorblocker verhinderte den potenzierenden Einfluss von OxLDL. In der Hypertonus Therapie bei hypercholesterinämischen Patienten könnte der Einsatz von AT1-Rezeptorblockern und Rho-Kinase-Hemmern erfolgsversprechend sein.
Neisseria meningitidis ist einer der wichtigsten Erreger bakterieller Meningitiden und gefürchtet für das Potential Epidemien auszulösen. Die Meningokokken-Meningitis bleibt bis heute auch in Industrieländern mit hoher Mortalität verbunden. Um eine Meningitis verursachen zu können, müssen Meningokokken die Blut-Hirn/Liquor-Schranke überqueren. Dies erfolgt vermutlich über den transzellulären Weg durch die Endothelzellbarriere der Gehirnkapillare. Ereignisse unmittelbar vor der bakteriellen Internalisierung sind vielfach untersucht, noch wenig erforscht sind jedoch die in der Endothelzelle durch den initialen Kontakt des Erregers ausgelösten Signalkaskaden. Die Rolle des für eine ADP-Ribosyltransferase kodierenden narE Gens in der Pathogenese der Meningokokken-Infektion und die mögliche Bedeutung in der Aktivierung von Signaltransduktionsmechanismen wird diskutiert. Eine narE Insertionsmutante wurde hergestellt und charakterisiert. Anschließend wurde die Aktivierung der extracellular signal regulated kinase (ERK) im Verlauf von Infektionsassays in HBMEC (human brain microvascular endothelial cell) mittels Western Blot untersucht. Eine Zu- oder Abnahme in der Phosphorylierung von ERK und folglich eine Aktivierung oder Deaktivierung der ERK-vermittelten Signalkaskaden in HBMEC konnte jedoch im Laufe der Infektion bei der narE Mutante im Vergleich zum Wildtypstamm nicht festgestellt werden. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen Meningokokken intrazellulär einzeln aber auch zu mehreren in phagosomenähnlichen membranumgebenen Strukturen. Die Fähigkeit von N. meningitidis sich intrazellulär zu replizieren wurde mittels Infektions-assay untersucht. Bekapselte Meningokokken waren in der Lage, sich sowohl in Epithel- als auch in Endothelzellen zu replizieren, während unbekapselte Erreger intrazellulär abgetötet wurden. Bei Meningokokken wie auch beim Erreger neonataler Meningitiden E. coli K1 wird eine O-Acetylierung des Kapselpolysaccharids beobachtet. Die biologische Bedeutung der O-Acetylierung der Sialinsäure wurde in Infektionsassays mit einem nicht acetylierten E. coli K1 Stamm und einer isogenen konstitutiv acetylierten Mutante untersucht. In der Adhärenz an und Invasion in HBMEC konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Eine stärker ausgeprägte intrazelluläre Replikation wurde jedoch nach einer Verzögerung von mehreren Stunden bei dem nicht acetylierten Isolat beobachtet. Um die Neisseria containing Vacuole (NCV) näher zu charakterisieren und mögliche Interaktionen mit dem Endozytoseweg in HBMEC zu untersuchen, wurde eine dreifache Immunfluoreszenzfärbung zur simultanen Darstellung intrazellulärer Meningokken und spezifischer Marker des frühen bzw. späten Endosoms und Lysosoms etabliert. Eine Akquirierung des Transferrinrezeptors als Marker für das frühe Endosom und des Lamp-1 (lysosomal associated membrane protein 1) als Marker für das späte Endosom konnte durch Kolokalisationsstudien mittels Immunfluoreszenzmikroskopie gezeigt werden.
Bei der optischen Achsenlängenmessung des Auges (das auf dem Prinzip der Teilkohärenzinterferometrie beruht)wird das größte Interferenzsignal (Hauptmaximum), das in der Regel vom retinalen Pigmentepithel ausgeht, registriert und zur Bestimmung der Achsenlänge verwandt. Zusätzliche Interferenzsignale, die an der inneren Grenzmembran oder der Aderhaut entstehen, können hierbei zu Messungenauigkeiten führen. Bei der systematischen Auswergung von optisch gemessenen Achsenlängen dieser Studie wurde ersichtlich, daß bei 98,2% der Achsenlängenmessungen das Pigmentepithel als Hauptmaximum erkannt wurde und somit die richtige Achsenlänge gemessen wurde. Ein Zusammenhang zwischen Alter bzw. Achsenlänge und Schichtdicken des Augenhintergrundes konnte weder belegt noch klar ausgeschlossen werden.
In der vorliegenden klinischen Studie wird untersucht, inwieweit die powerdoppler-sonographischen Befunde der Synovialitis bei Arthrose bzw. rheumatoider Arthritis mit den histologischen Befunden korrelieren Es wurden 23 Patienten, 6 Männer und 17 Frauen, mit einem Durchschnittsalter von 69 Jahren vor geplanter Kniearthroplastik oder arthroskopischen Synovektomie mittels Power-Doppler-Sonographie untersucht. Während der orthopädischen Operation in der Orthopädischen Universitätsklinik „König-Ludwig-Haus“ der Universität Würzburg wurden Synovialisgewebeproben vom suprapatellaren Recessus entnommen. Mit der Power-Doppler-Sonographie wurde der Blutfluss im Bereich der Synovialmembran beurteiltet. Die Vaskularisierung der entnommenen Synovialmembran wurde an HE- und Faktor VIII-gefärbtem Gewebe mikroskopisch bestimmt und digital ausgewertet. Es wird die Korrelation zwischen den PDS-Ergebnissen und denen der Histologie unter Verwendung des Spearman-Rang-Korrelations-Tests analysiert. Zwischen den qualitativen Ergebnissen der Ultraschalluntersucher und denen des Pathologen zur Vaskularisation wurde eine enge Korrelation gefunden, sie beträgt 0,89. Die Pearson-Korrelation zwischen der digitalen Analyse der PDS-Bilder und der digitalen Analyse der Faktor-VIII-gefärbten Gewebeschnitte ist 0,81. Die visuelle Bewertung der Vaskularisierung, die auf den PDS-Bildern und den Gewebeschnitten basiert, wurde mit den Ergebnissen der digitalen Bildverarbeitung unter Verwendung des Spearman-Rang-Tests verglichen. Die Korrelation zwischen digitalen und visuellen Interpretationen der PDS ist 0,89. Die Korrelation der visuellen und der digitalen Analyse der Immunhistochemie (Faktor VIII) ist 0,88. Mit dieser Arbeit wird bewiesen, dass die Power-Doppler-Sonographie eine zuverlässige diagnostische Methode zur qualitativen Einteilung der Vaskularisierung im Synovialgewebe ist, welches in der klinischen Praxis weiteres Potential für die Untersuchung der hypertrophen Synovialis und des muskuloskelettalen Systems bietet. Sie stellt eine leicht handhabbare, sichere, kosteneffiziente und nichtinvasive Alternative zur MRT-Untersuchung der Synovialitis bei Arthrose und rheumatoide Arthritis dar.
Die OCT-Transporterfamilie spielt bei der Ausscheidung von Arzneimitteln und Neurotransmittern in Leber und Niere eine wichtige Rolle. Die Transporter der OCT-Familie weisen neben 12 membranspannenden a-Helices eine große extrazelluläre Schleife zwischen der ersten und der zweiten Transmembrandomäne auf. In der vorliegenden Arbeit wurde der Versuch unternommen, die Funktion der großen extrazellulären Schleife aufzuklären. Es wurden Chimären charakterisiert, bei denen die großen extrazellulären Schleifen von zwei Subtypen der organischen Kationentransporter der Ratte (rOCT1 und rOCT2) ausgetauscht wurden. Außerdem wurde untersucht, ob die Transportfunktion erhalten bleibt, wenn die entsprechende extrazelluläre Schleife eines organischen Anionentransporters (rOAT1) oder eines Glucosetransporters der gleichen Superfamilie (hGLUT1) an die Position der großen extrazellulären Schleife von rOCT1 eingefügt wird. Bei den Transportmessungen an den Chimären wurde die essentielle Bedeutung der großen extrazellulären Schleife für die Expression bzw. die Funktion der OCT gezeigt. Die Daten deuten darauf hin, dass die große extrazelluläre Schleife der organischen Kationentransporter eine strukturelle Funktion besitzt. Sie sprechen nicht für eine direkte Beteiligung an der Substratbindungstasche dieser Transporter, legen aber nahe, dass die Schleife die Konformation der Substratbindungstasche beeinflusst.
Untersuchungen zur Apoptose durch das Kontakthapten NiCl 2 in humanen Nabelschnurendothelzellen
(2005)
Ziel unserer Untersuchungen war es, herauszufinden, ob das Kontakthapten und Umweltgift Nickelchlorid im Vergleich zum etablierten Apoptoseinduktor TNF programmierten Zelltod in Endothelzellen auslösen kann. In Gegenwart des Proteinsyntheseinhibitors Cycloheximid sowie des Transkritionsinhibitors Actinomycin D zeigte sich eine dosisabhängige Zunahme der Apotposerate, die offenbar eine Inhibition proteinsyntheseabhängiger und somit vor Apoptose schützender Mechanismen erfordert. Die Synthese dieser zytoprotektiven Proteine ist von einer Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-kB abhängig, wie es auch nach Exposition mit Nickel beobachtet wird. Zur Untersuchung der Mechanismen der NiCl-vermittelten Apoptose setzten wir weiterhin den Caspaseinhibitor Z-VADfmk ein; dieser blockierte die NiCl/CHX-vermittelte DNA-Fragmentation und Apoptose vollständig. Im Rahmen physiologischer wie auch pathophysiologischer Vorgänge werden Endothelzellen oxidativem Streß in Form reaktiver Sauerstoffradikale ausgesetzt, die zu einer Heraufregulation von Fas und seines Liganden FasL, welche einen bedeutende Rolle bei der Initiierung des programmierten Zelltods spielen, führen. Nickel bewirkt ähnlich wie freie Sauerstoffradikale eine Heraufregulation beider Parameter, erfordert hierfür aber die Gegenwart von CHX. Weiterhin wurde der Einfluß der Mitogen-aktivierbaren (MAP-)-Kinase p38 auf die NiCl-vermittelte DNA-Fragmentation studiert. P38 wird nach Exposition mit Nickel, ähnlich wie nach Stimulation mit TNF, aktiviert; eine Hemmung dieser Kinase mit dem pharmakologischen Inhibitor SB 202190 steigert die Nickelchlorid-induzierte Apoptoserate. Zusammenfassend belegt diese Studie, daß Nickel, welches als Kontaktallergen, als Umweltgift sowie als Bestandteil mancher Prothesematerialien im Kontext der Biokompatibilität medizinisch relevant sein kann, über weitgehend noch undefinierte Signalwege DNA-Fragmentation und Apoptose von primären humanen Endothelzellen vermittelt.