Refine
Has Fulltext
- yes (7)
Is part of the Bibliography
- yes (7)
Document Type
- Doctoral Thesis (7)
Keywords
- Magenbypass (3)
- Metabolom (2)
- Adipositas (1)
- Bariatric/metabolic surgery (1)
- Basisfertigkeiten Laparoskopie (1)
- Endobrachyösophagus (1)
- Endocrinology (1)
- Endokrinologie (1)
- Epithelial lineage (1)
- Esophageal adenocarcinoma (1)
Gastroesophageal junction (GEJ), demarcating the region where the distal esophagus meets with the proximal stomach region, is known for developing pathological conditions, including metaplasia and esophageal adenocarcinoma (EAC). It is essential to understand the mechanisms of developmental stages which lead to EAC since the incidence rate of EAC increased over 7-fold during the past four decades, and the overall five years survival rate is 18.4%. In most cases, patients are diagnosed in the advanced stage without prior symptoms. The main precursor for the development of EAC is a pre-malignant condition called Barrett's esophagus (BE). BE is the metaplastic condition where the multilayered squamous epithelium of the native esophagus is replaced by specialized single-layered columnar epithelium, which shows the molecular characteristics of the gastric as well as intestinal epithelium. The main risk factors for BE development include chronic gastro-esophageal acid reflux disease (GERD), altered microbiota, and altered retinoic acid signaling (RA). The cell of origin of BE is under debate due to a lack of clear evidence demonstrating the process of BE initiation. Here, I investigated how GEJ homeostasis is maintained in healthy tissue by stem cell regulatory morphogens, the role of vitamin A (RA signaling), and how its alteration contributes to BE development.
In the first part of my thesis, I showed the presence of two types of epithelial cells, the squamous type in the esophagus and the columnar type in the stomach region in the GEJ, using single-molecule RNA in situ hybridization (smRNA-ISH) and immunohistochemistry. Employing lineage tracing in the mouse model, I have demonstrated that the esophageal epithelial and stomach epithelial cells derived from two distinct epithelial stem cell lineages in the GEJ. The border between squamous and columnar epithelial cells in the Squamo-columnar junction (SCJ) of GEJ is regulated by opposing Wnt microenvironments. The regeneration of stomach columnar epithelial stem cells is maintained by Wnt activating signal from the stromal compartment while squamous epithelial stem cells of the esophagus are maintained by the Wnt inhibitory signals. I recapitulated the in vivo GEJ epithelial stem cell maintenance by using in vitro epithelial 3D organoid culture model. The growth and propagation of stomach columnar epithelial organoids depend on Wnt growth factors, while squamous epithelial organoids' development needs Wnt-deficient culture conditions.
Further, single-cell RNA sequence (scRNA-seq) analysis of organoid-derived epithelial cells revealed the non-canonical Wnt/ planar cell polarity (PCP) pathway involvement in regulating the squamous epithelial cells. In contrast, columnar stomach epithelial cells are regulated by the canonical Wnt/ beta-catenin and non-canonical Wnt/Ca2+ pathways. My data indicate that the SCJ epithelial cells that merge at the GEJ are regulated by opposing stromal Wnt factors and distinct Wnt pathway signaling in the epithelial cells.
In the second part of the thesis, I investigated the role of Vitamin A-derived bioactive compound RA on esophageal and stomach epithelial stem cells. In vitro treatment of esophageal and stomach, epithelial organoids with RA or its pharmacological inhibitor BMS 493 revealed that each cell type was regulated distinctly. I observed that enhanced RA promoted esophageal stem cell differentiation and loss of stratification, while RA inhibition led to enhanced stemness and regeneration of the esophagus stratified epithelium. As opposed to the esophagus, RA signaling is active in the stomach organoids, and inhibition of RA reduces the growth of stomach organoids. Global transcriptomic data and scRNA-seq data revealed that RA signaling induces dormancy phenotype in the esophageal cells. In contrast, the absence of RA in stomach epithelial cells induces the expression of genes associated with BE. Thus, spatially defined regulation of Wnt and RA signaling at GEJ is critical for healthy homeostasis, and its perturbation leads to disease development.
Die Auswirkungen der chirurgischen und konservativen Adipositastherapie auf das Metabolom sind bisher nicht eindeutig geklärt. Der Veränderung bestimmter Metaboliten, darunter den verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA) und den langkettigen Phosphatidylcholinen (PC) bzw. Lecithinen, wird eine tragende Rolle im Zucker- und Fettstoffwechsel zugesprochen. Eine Erhebung von metabolomischen Profilen und deren funktionelle Aufteilung in Aminosäuren- und Lipidprofile bietet eine neue Möglichkeit zur Charakterisierung des Stoffwechsels. Im Vergleich zu der konservativen Therapie wurde nach der RYGB Operation ein signifikanter Anstieg der Lecithine sowie ein signifikanter Abfall der BCAA festgestellt, welche als mögliche Biomarker des Zucker- und Fettstoffwechsels gezeigt wurden. In Zusammenschau der Ergebnisse kann angenommen werden, dass die chirurgische Therapie der konservativen Therapie, wie sie in der WAS durchgeführt wurde, im Hinblick auf den Gewichtsverlust und die Verbesserung des Zucker- und Fettstoffwechsels überlegen ist. Die Erhebung des Metaboloms bietet eine neue Möglichkeit Unterschiede im Stoffwechsel nach Adipositastherapie abzubilden und Metaboliten zu identifizieren, welche mit dem Zucker- und Fettstoffwechsel assoziiert sind.
Die Adipositaschirurgie ist die effektivste Methode in der Behandlung der Adipositas. Bei extrem adipösen Patientin ist eine primäre Operation oftmals riskant. Die Anlage eines Magenballons als erster Schritt von Mehrstufenkonzepten kann die Operabilität gewährleisten und die perioperative Sicherheit erhöhen. Durch den Magenballon wird ein signifikanter Gewichtsverlust erreicht. Der postoperative Gewichtsverlust fällt allerdings schwächer aus. Es ist wichtig, den Patienten realistische Therapieergebnisse zu vermitteln, um überhöhte Erwartungen und Unzufriedenheit zu vermeiden. Die Sleevegastrektomie eignet sich besonders für extrem adipöse Patienten, da diese eine geringere Komplikationsrate aufweist und einfach in einen Roux-en-Y Bypass umzuwandeln ist.
Es wurde ein etabliertes Tiermodell mit Zucker Ratten (fa/fa) verwendet, um postoperative, gewichtsverlustunabhängige metabolomische Effekte des Roux-en-Y Magenbypass (RYGB) zu ermitteln. Es galt Hypothesen zu generieren, welche globalen Metabolite die positiven Auswirkungen des Magenbypass verursachen können. Beispielsweise war γ-Amino-Buttersäure (GABA) fäkal nach RYGB vermehrt nachweisbar und somit ein potentieller Mediator für einen Bypass-spezifischen Effekt. Die Ergebnisse zeigen die Komplexität der metabolomischen Veränderungen durch RYGB und Nahrungsrestriktion. Die genauen Mechanismen nach metabolisch-bariatrischer Operation, die zu dem therapeutischen Effekt führen, bleiben weiterhin unklar, sodass es weiterer Studien bedarf, um kausale Zusammenhänge nachzuweisen.
Hintergrund. Training an Simulatoren ist eine effektive Methode zum Erlernen laparoskopischer Fertigkeiten. Dennoch besteht weiterhin die Notwendigkeit, Lehrmethoden zu optimieren, um praktischen Übungsaufwand zu reduzieren. In dieser Studie wurde die Auswirkung der mentalen Übung "deconstruction into key steps" (DIKS) auf die für den Erwerb laparoskopischer Fertigkeiten benötigte Zeit untersucht.
Methoden. Medizinstudierende des 10. Fachsemesters nahmen an einem Laparoskopiekurs teil und wurden in zwei Gruppen randomisiert. Dabei wurde in der Experimentalgruppe (EG) eine Verkürzung der praktischen Übungszeit um 58% im Vergleich zur KG zu Gunsten des mentalen Trainings DIKS untersucht. Die laparoskopischen Eingangsfertigkeiten wurden an Simulatoren getestet (t0). Anschließend wurde der Lernerfolg in einer zweiten Prüfung kontrolliert (t1). Nach neun Tagen erfolgte eine dritte Prüfung (t2). Alle Messzeitpunkte wurden per Videomittschnitt nach validierten Kriterien bewertet. Potenzielle Prädiktoren wurden mit Hilfe eines Fragebogens standardisiert erhoben.
Ergebnisse. Sowohl die EG (n=58) als auch die KG (n=58) wiesen einen signifikanten Lernzuwachs auf (p<0,001). Es zeichnete sich jedoch ein signifikanter Unterschied im Lernzuwachs in bestimmten Zeitabschnitten ab. Die KG zeigte einen signifikant höheren Lernzuwachs von t0-t1. Nach einer Woche wurde der Vorsprung der KG bei einem signifikant besseren Lernzuwachs der EG im zweiten Abschnitt egalisiert. Motivierte sowie geschickte Studierende zeigten eine signifikant bessere Leistung in Qualität und Quantität. Männern war es möglich eine signifikant bessere Leistung in Qualität und Quantität zu erzielen.
Schlussfolgerung. Während initial ein verlängertes praktisches Üben zu einer unmittelbaren Leistungssteigerung führte, wurde durch die zusätzliche mentale Übung ’DIKS‘ bei gleichzeitig verkürzter praktischer Übungszeit ein gleichwertiges Ergebnis erreicht.
Nahrungsrestriktion und Gewichtsverlust stellen Schlüsselfaktoren in der Verbesserung der Insulinresistenz bei Patienten mit Adipositas-assoziiertem Diabetes mellitus Typ 2 dar.
Es scheint, dass bariatrische Verfahren, insbesondere der Roux-en-Y Magenbypass Gewichtsabnahme-unabhängige Effekte auf die Verbesserung der Glukosetoleranz durch Änderung der enteroinsulinären Achse aufweisen. Die biologische Relevanz dieser Effekte ist bisher jedoch unzureichend untersucht.
Daher wurden die Magenbypass-spezifischen Effekte von den rein Nahrungsrestriktiven in einem Model mit männlichen ZUCKER Ratten (fa/fa) abgegrenzt. Die Tiere wurden einem Magenbypass, einer Scheinoperation oder einer Scheinoperation mit anschließender Nahrungsrestriktion zugeführt.
ZUCKER (fa/+) Ratten dienten als schlanke Kontrollgruppe.
Um den Effekt der anatomischen und hormonellen Änderung nach Magenbypass auf den Glukosestoffwechsel, die ß-Zellfunktion und die Pankreasmorphologie zu quantifizieren wurde ein oraler Glukosetoleranztest mit Bestimmung der Glukose-, Insulin- und GLP-1- Plasmaspiegel durchgeführt. Zudem erfolgte eine immunhistologische Untersuchung der Langerhansinseln und die Bestimmung der GLP-1 und PDX-1 Expression.
Die kombinierten biologischen, molekularen und histologischen Ergebnisse der Pankreasfunktion lassen vermuten, dass die Gewichtsabnahme prädominant in der Verbesserung der Glukosetoleranz nach Roux-en-Y Magenbypass und nicht die erhöhte GLP-1 Ausschüttung ist.
Ein protektives Ileostoma reduziert die schweren klinischen Folgen einer Anastomoseninsuffizienz nach Darmresektion wie Abszess, Sepsis und Tod. Die Rückverlagerung des Ileostomas ist selbst mit einer nennenswerten Morbiditäts- (3-40%) und Mortalitätsrate (0-4%) verknüpft. Dennoch gilt die ISRV als Ausbildungseingriff junger chirurgischer Weiterbildungsassistenten.
In dieser Arbeit wurden alle erwachsene Patienten (n = 558), die eine ISRV im Zeitraum zwischen September 2008 und Januar 2017 erhalten haben, anhand einer prospektiv gesammelten Datenbank ermittelt und retrospektiv anhand der Patientenakten ausgewertet. Dabei wurden neben den Basis-Charakteristika der Patienten (Alter, Krankenversicherung, ASA, BMI, Raucheranamnese, Immunsuppression) und operativen Daten (Verschlusstechnik, Operationsdauer, Rate der segmentalen Darmresektionen, Adhäsiolyse) erfasst. Die postoperativen Komplikationsraten, gemessen anhand der Clavien- Dindo-Klassifikation, und die Länge des postoperativen Krankenhausaufenthaltes, wurden in Bezug auf den Ausbildungsstand des Operateurs analysiert.
In der Facharzt-Kohorte (355 Patienten) zeigte sich eine signifikant kürzere Operationsdauer. Unter Berücksichtigung möglicher Störfaktoren zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen bezüglich Major- Komplikationen. Die Rate an Anastomoseninsuffizienzen betrug 3% und die Gesamt-Morbiditätsrate 11%.
Da sich nur die Operationsdauer abhängig vom Ausbildungsstand des Chirurgen unterschiedlich zeigte, kann die ISRV als guter Ausbildungseingriff für junge chirurgische Assistenten in Weiterbildung gesehen werden.