Universitätsbibliothek

In der vorliegenden Arbeit wurden mehrere konventionelle und 3D-konformale Radiotherapie ("3D-CRT")-Techniken in der Bestrahlung von Wirbelsäulenmetastasen miteinander verglichen. Dafür wurde, basierend auf reellen Planungs-CT-Datensätzen, die Bestrahlung von 41 Wirbelsäulen-Zielvolumina mit verschiedenen Techniken simuliert. Es konnte gezeigt werden, dass im Vergleich zu konventionellen Techniken bereits sehr einfache 3D-CRT-Techniken eine homogenere Abdeckung von Wirbelsäulen-Zielvolumina bei gleichzeitig zuverlässiger Limitierung der Rückenmarksdosis ermöglichen. Angesichts steigender Lebenserwartungen und dem zunehmenden Bedarf an Re-Bestrahlungen kann dies einen entscheidenden Vorteil darstellen.

Für nozizeptive Wundschmerzen ist der Transient Receptor Potential Channel (TRP) vermittelte Kalziumeinstrom unerlässlich. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und deren Oxidationsprodukte wie 4-Hydroxynonenal (4-HNE) aktivieren das Ankyrin-1-Homolog TRPA1 in vivo und in vitro. Die in dieser Studie durchgeführten Kalzium-Imaging Experimente wurden an stabil mit TRPA1 und TRPV1 transfizierten HEK-293-Zellen und spinalen Hinterwurzelganglien durchgeführt, um die mechanistischen Zusammenhänge der nozizeptiven Schmerzentstehung bei entzündlichen Wundschmerzen besser zu verstehen. E06, ein monoklonaler Autoantikörper (mAb) gegen oxidiertes Phosphatidylcholin (OxPC) und D-4F, ein mimetisches Peptid des Strukturproteins Apolipoprotein A-I aus dem high density lipoprotein (HDL), wurden bisher als diagnostischer Marker bei Atherosklerose eingesetzt. In den durchgeführten Experimenten reduzierten E06 mAb und D-4F den durch Lipidperoxidationsprodukte (OxPL) wie 4-HNE und reaktive Sauerstoffspezies wie H2O2 verursachten TRPA1-vermittelten Kalziumeinfluss in vitro. Darüber hinaus zeigte sich, dass weder E06 mAb noch D-4F eine Kalziumeinstromrelevante Interaktion mit dem Transient Receptor Potential Channel Vanillin 1 (TRPV1)-Aktivator Capsaicin oder dem TRPV1-Kanal aufweisen. E06 mAb und ApoA-I mimetisches Peptid D-4F erscheinen deshalb als zwei vielversprechende Substanzen, um den inflammatorischen Wundschmerz zu verringern. Deshalb sind sie auch als potentielles Analgetikum für eine nebenwirkungsärmere, lokale Schmerzbekämpfung vielversprechend.

Die Multiple Sklerose ist eine chronisch entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems. Durch ein komplexes Zusammenspiel von Genetik, Autoimmunvorgängen und proinflammatorischen Prozessen kommt es zur Demyelinisierung sowie zu axonalen Schäden und kortikalen Läsionen (Calabrese et al., 2010; Ciccarelli et al., 2014; International Multiple Sclerosis Genetics et al., 2011; Leray et al., 2015). In den Industrieländern ist diese Erkrankung eine der häufigsten Ursachen für langfristige Behinderung bereits im frühen Lebensalter (Flores-Alvarado, Gabriel- 46 Ortiz, Pacheco-Mois, & Bitzer-Quintero, 2015). Die Diskrepanz allerdings zwischen klinischer Symptomatik und den Befunden der Bildgebung (Barkhof, 2002) gibt Anlass dafür, Adaptionsmöglichkeiten detailliert zu erforschen. Vorgänge der Neuroplastizität mit LTP und LTD als Basismechanismen erscheinen dabei zunehmend Beachtung zu finden (Dayan & Cohen, 2011; Zeller et al., 2011). Welche Rolle diese Prozesse allerdings im akuten Schub, während der häufig stark ausgeprägten Symptomatik, insbesondere aber auch während ihrer Rückbildung spielen, bleibt bisher weitgehend ungeklärt. Eine Untersuchung zu stimulationsinduzierter LTP-artiger Plastizität im Schub deutete auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Ausmaß der Symptomrückbildung und PAS25-induziertem LTP-Effekt hin (Mori et al., 2014). In der vorliegenden Arbeit wurde komplementär hierzu die stimulationsinduzierte LTD-artige Plastizität bei 19 MS- bzw. CIS-Patienten während des steroidbehandelten akuten Schubes untersucht. Als Kontrollgruppe wurden alters- und geschlechtsgematchte gesunde Probanden untersucht. Die Messungen wurden mithilfe eines Protokolls der assoziativen Paarstimulation durchgeführt. Paarstimulation wird die Kombination aus der peripher elektrischen und transkraniell magnetischen Stimulation genannt. Das in unserer Studie verwendete Protokoll sieht ein Interstimulusintervall von 10ms vor (PAS10). Der Effekt der Paarstimulation wird durch Messungen der Exzitabilität des motorischen Kortex mittels motorisch evozierter Potenziale (MEP) jeweils vor und nach der Intervention gemessen. Bei den MS-Patienten wurden diese Daten zum Zeitpunkt des Schubes (t1) und 12 Wochen danach (t2) erhoben; die gesunden Kontrollen wurden nur einmal gemessen. Daneben wurde bei den Schubpatienten zur Quantifizierung der klinischen Symptomatik jeweils zum ersten und zum zweiten Zeitpunkt der MSFC erhoben. Die MS-Patienten zeigten im akuten MS-Schub im Gegensatz zu der Kontrollgruppe aus Gesunden keinen LTD-artigen, sondern einen inversen, sprich einen signifikant LTP-artigen Effekt; dieser war zum Zeitpunkt t2 nicht mehr zu erkennen. Der Unterschied zwischen den PAS10-Effekten der MS- und der Kontrollgruppe war ebenfalls signifikant. Der Vergleich der MSFC-Werte der MS-Gruppe zwischen t1 und t2 erbrachte eine signifikante klinische Besserung. Eine signifikante Korrelation zwischen 47 den neurophysiologischen und klinischen Daten bzw. ihren Veränderungen zwischen t1 und t2 zeigte sich nicht. Diese Ergebnisse untermauern und erweitern bereits bestehende Hinweise, dass während der akuten Inflammationsprozesse des MS-Schubes veränderte Voraussetzungen für die Induzierbarkeit von Plastizität gegeben sind. Nicht nur, wie bereits gezeigt, die LTP-artige, sondern offenbar auch die LTD-artige assoziative Plastizität zeigt sich stark von den humoralen Veränderungen im steroidbehandelten Schub beeinflusst. Weitere Studien in stärker vorselektierten Patientengruppen sollten der Frage nachgehen, inwieweit LTD-artige Plastizität sich in verschiedenen Subgruppen mit unterschiedlichen Schubsymptomen unterscheidet. Des Weiteren ist der Frage weiter nachzugehen, ob LTD-artige Plastizität funktional zur Adaption im Rahmen des Schubereignisses notwendig ist und inwieweit deren Unterdrückung bzw. Ersatz durch Langzeitpotenzierung potenziell einer Adaption im Wege steht. Sollten potenzielle Folgestudien bestätigen, dass LTD- und LTP-artige Plastizität im Schub möglicherweise häufig dysfunktional ausgeprägt ist und einer optimalen Regeneration entgegensteht, wären daraus praktische Implikationen zu ziehen. Die Entwicklung neuer Trainingsprogramme oder elektrophysiologischer Konzepte könnte ein nächstes Ziel dieses Forschungszweiges sein, um potenziell dysfunktionale Plastizität zu vermeiden und physiologische Prozesse bereits im Schub zu fördern.

In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Modellierung der Bodenerosion auf Ackerflächen in einem Untersuchungsgebiet im UNESCO-Biosphärenreservat Rhön vorgestellt. Als Grundlage dienen flächendeckend verfügbare, hochauflösende Datensätzen zu allen relevanten Faktoren. Ziel ist es die Sensitivität des Modells gegenüber verschiedenen Faktoren sowie die Übertragbarkeit des Verfahrens auf größere Untersuchungsgebiete zu testen. Die Modellierung findet dabei in ArcView 3.2 über die Extension AVErosion von SCHÄUBLE (2005) statt, während die Vorprozessierung in ArcMap von ESRI durchgeführt wird. Zunächst werden grundlegende Begriffe zu den Prozessen, Einflussfaktoren und Messmethoden von Bodenerosion erläutert. Die von Bodenerosion verursachten Schäden und mögliche Schutzmaßnahmen werden aufgrund ihrer Relevanz, unter anderem für die betroffenen Landwirte, geschildert. Nach dem Überblick über die wichtigsten Erosionsmodelle werden die hier verwendete Allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG) und ihre einzelnen Berechnungsschritte vorgestellt. Das Modellierungstool AVErosion verwendet zusätzlich Elemente der Modified Universal Soil Loss Equation (MUSLE87). Zur Bodenerosionsmodellierung stehen hochauflösende Datensätze aus dem Untersuchungsgebiet zur Verfügung, aus denen in der Vorprozessierung die Raster der Faktoren errechnet werden. Insgesamt werden zehn Szenarien mit verschiedenen C-Faktoren und zwei Szenarien mit variierendem R-Faktor modelliert. Daraufhin wird das Untersuchungsgebiet nach physisch-geographischen Gesichtspunkten beschrieben und die landwirtschaftliche Nutzung in der Region charakterisiert. Die Ergebnisse der Modellierung zeigen, dass neben den Reliefeigenschaften die Bodenbewirtschaftung auf den Ackerflächen den größten Einfluss auf den Bodenabtrag hat. Die Variationen der Niederschlagssumme in den R-Faktor-Szenarien hat hingegen vergleichsweise wenig Auswirkungen auf das Modellierungsergebnis. Zwar konnte durch das Fehlen von aktuellen Bewirtschaftungsdaten keine Modellierung der tatsächlichen Bodenerosion erzielt werden, jedoch zeigen die verschiedenen C-Faktor-Szenarien den potentiellen Bodenabtrag bei unterschiedlicher Bewirtschaftung. Es wird deutlich, dass auf erosionsgefährdeten Flächen durch eine angepasste Form der landwirtschaftlichen Nutzung geringere Abtragswerte in der Modellierung erreicht werden können. Die Methode lässt sich gut auf das Untersuchungsgebiet im Biosphärenreservat Rhön anwenden und zeigt Potential zur Übertragung auf größere Untersuchungsgebiete

Introduction: Speckle-tracking echocardiography has recently emerged as a quantitative ultrasound technique for accurately evaluating myocardial function by analyzing the motion of speckles identified. Speckle-tracking obtained under stress may offer an opportunity to improve the detection of dynamic regional abnormalities and myocardial viability. Objective: To evaluate stress speckle tracking as tool to detect myocardial viability in comparison to cardiac MRI in post-STEMI patients. Methods: 49 patients were prospectively enrolled in our 18-month’s study. Dobutamin stress echocardiography was performed 4 days post-infarction accompanied with automated functional imaging (Speckle tracking) analysis of left ventricle during rest and then during low dose stress. All patients underwent a follow up stress echocardiography at 6 weeks with speckle tracking analysis. Cardiac MRI took place concomitantly at 4 days post-infarction and 6 weeks. We carried out an assessment of re-admission with acute coronary syndrome (ACS) after one year of enrollment. Results: Investigating strain rate obtained with stress speckle tracking after revascularization predicted the extent of myocardial scar, determined by contrast-enhanced magnetic resonance imaging. A good correlation was found between the global strain and total infarct size (R 0.75, p< 0.001). Furthermore, a clear inverse relationship was found between the segmental strain and the transmural extent of infarction in each segment. (R -0.69, p<0.01). Meanwhile it provided 81.82% sensitivity and 82.6% specificity to detect transmural from non-transmural infarction at a cut-off value of -10.15. Global stress strain rate showed 80% sensitivity and 77.5% specificity at a cut-off value of -9.1 to predict hospital re-admission with ACS. A cut-off value of -8.4 had shown a 69.23% sensitivity and 73.5% specificity to predict the re-admission related to other cardiac symptoms. Conclusion: Strain rate obtained from speckle tracking during stress is a novel method of detecting myocardial viability after STEMI .Moreover it carries a promising role in post-myocardial infarction risk stratification with a reasonable prediction of reversible cardiac-related hospital re-admission.