Körperliche Aktivität im Alter: Mehr Differenzierung in Forschung und Praxis notwendig

Zusammenfassung: Regelmäßige körperliche Aktivität nimmt eine Schlüsselstellung bei der Vermeidung bzw. Verzögerung altersbedingter Gesundheitsprobleme sowie bei der Kompensation deren Folgen ein. Bestehende allgemeine Empfehlungen für gesundheitsrelevante körperliche Bewegung sind überwiegend auf Sport und sportähnliche körperliche Aktivitäten begrenzt. Die bei älteren und alten Menschen häufiger vorkommende nicht-sportliche körperliche Aktivität bleibt weitgehend unberücksichtigt. Obschon ausreichende Evidenz für die gesundheitliche Wirksamkeit von körperlicher Aktivität in der zweiten Lebenshälfte besteht, bleibt großer Bedarf an differenzierter Kenntnis über spezifische Formen und Methoden der körperlichen Aktivität und deren Wirkungen für spezifische Zielgruppen älterer und alter Menschen. Gleiches trifft für spezifische Instrumente zur Erfassung der körperlichen Aktivität älterer und alter Menschen im weitesten Sinne zu. Zukünftige Forschung sollte sich stärker auf die altersspezifischen Aspekte der körperlichen Aktivität sowie die Erfassung der Aktivität in der älteren und alten Bevölkerung ausrichten. Dieses Expertenstatement weist auf Forschungsfragen hin, deren Beantwortung zu einer Vereinheitlichung der Botschaft zur körperlichen Aktivität im Alter und zur Konsolidierung eines entsprechenden wissenschaftlichen und praktischen Konsenses beitragen kan

Sports medical aspects of fitness and wellness

Ziel des Seminars war, sportmedizinische und präventivmedizinische Aspekte zu Fitness und Wellness zu präsentieren und hierbei insbesondere auf die historische Entwicklung der Sportmedizin einzugehen sowie Techniken und Wirkungen verschiedener Massageformen und ganzheitliche asiatische Gesundheitsansätze und Bewegungskünste zu erörtern.The objective of the seminar was to present aspects of sports medicine and prevention related to physical fitness and, in particular, to focus on the historical development of sports medicine, while also discussing techniques and the effects of different kinds of massage and holistic Asian health approaches and motion arts

Microbial Activity ̶ Indicators & Drivers

Biota des Kohlenstoffkreislaufs spielen bei der Speicherung und Verteilung des Kohlen-stoffs im Bodennahrungsnetz eine herausragende Rolle. Wobei der Abbau organischer Bodensubstanz stark von deren Verfügbarkeit für Mikroorganismen und Enzyme abhängt. Rhizosphäre und Detritusphäre verfügen über außerordentlich große Mengen an organischem Kohlenstoff. Dies macht diese Biosphären zu Hot-Spots mikrobieller Aktivität. Während der letzten Jahrzehnte stieg das Interesse an der Forschung zu mikrobieller Aktivität im Boden. Dennoch herrscht noch immer kein umfassendes Verständinis von Indikatoren und Triebkräften mikrobieller Aktivität in der Rhizosphäre und Detritusphäre. Dies ist nicht zuletzt der Tatsache geschuldet, dass es mehr als einer einzigen Methode zur Bestimmung dieser Faktoren bedarf. Aus diesem Grund setzt sich diese Arbeit zum Ziel, die mikrobielle Aktivität, ihre Indikatoren und Treiber zu explorieren. Folglich wurden diverse Indikatoren mikrobieller Aktivität, wie mikrobielle Respiration, mikrobielle Biomasse und Enzymkinetik, an Proben aus einem Feldexperiment mit diffe-rierendem Substrat-Eintrag (Mais-Rhizodeposite vs. Mais-Streu) ermittelt. Tiefengradienten der Indikatoren mikrobieller Aktivität dienten der Beurteilung der Auswirkungen sinkender Substratqualität und -quantität in Rhizo- und Detritusphäre mit zunehmender Bodentiefe. Besonderer Fokus lag dabei auf den Indizes unterschiedlicher Enzyme und deren Aktivität (z. B. spezifische Aktivität, katalytische Effizienz und Verhältnisse zwischen Enzymen des Kohlenstoff- und Stickstoff-Kreislaufs) im Tiefenprofil des Bodens. Neben dieser Feldstudie wurde das Verhältinis von RNA zu dsDNA als Indikator mikrobieller Aktivität entlang eines klimatischen Grandienten ermittelt, um den metabolischen Status innerhalb unterschiedlicher Bodentypen zu bestimmen. Die Feldstudien wurden um Experimente in Labor und Gewächshaus ergänzt, in denen mittels Isoto-penmarkierungsverfahren die Effekte von Wurzelhaaren und Protisten auf die mikrobielle Aktivität beleuchtet wurden. Diese Methode ermöglichte ein Nachvollziehen des C- und N-Flusses und trug damit zum Verständnis der Verflechtungen der Organismen im terrestrischen Boden-Nahrungsnetz bei. Die räumliche Verteilung der Enzymaktivität in der Rhizosphäre wurde anhand der Boden-Zymographie in situ untersucht. Durch unterschiedliche Substratverfügbarkeit wurde ein Wandel der funktionellen Eigenschaften der Mikroorganismengemeinschaften und des enzymatischen Systems induziert. Speziell der durchwurzelte Oberbodenhorizont zeigte einen Anstieg der mikro-biellen Aktivität im Vergleich zum Boden mit Streueintrag und der Kontrolle. Rhizodeposite sind eine grundlegende Kohlenstoff- und Energiequelle für Bodenmikroorganismen und stimulieren deren Wachstum und Aktivität. Die Präsenz von Rhizodepositen in Hot-Spots macht diese zu bevorzugten Habitaten für Mikroorganismen. Die Mehrzahl der Indikatoren für mikrobielle Aktivität wurde ausschließlich im Oberboden durch den Substrateintrag beeinflusst. Darunter auch die katalytische Effizienz, die – ungeachtet des Substrateintrags – von Oberboden ( 40 cm) um das 2- bis 20-fache abnahm. Dies ließ auf die Relevanz der mit der Tiefe abnehmenden Menge und Qualität der Substrate im Boden als einflussnehmenden Faktor auf die mikrobielle Aktivität schließen. Das Verhältnis von RNA zu dsDNA spiegelte den metabolischen Status der mikrobiellen Organismengesellschaften in den meisten der beprobten Böden wider. Wohingegen das RNA:dsDNA Verhältnis dieser Indikatoreigenschaft widersprach, lagen erhöhte Tongehalte vor, die nach der Extraktion zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der RNA-Quantität führten. Protozoen wird beim Vorgang des Kohlenstoffflusses von Bakterien zu Organismen höherer Trophieebenen eine bedeutende Rolle zugesprochen, was ebenfalls ihren Einfluss auf die mikrobielle Aktivität im Boden unterstreicht. Um diesen Effekten, im Speziellen jenen der Acanthoamoebe auf den Kohlenstoff- und Stickstofffluss, sowie die Indikatoren mikrobieller Aktivität in der Rhizo- und Detritusphäre nachzugehen, wurde ein dreifaches Isotopenmarkierungs-Experiment durchgeführt. Es ergab, dass Kohlenstoffflüsse und Enzymaktivitäten sowohl von Substrateintrag als auch Substratqualität in Rhizo- wie Detritusphäre sowie deren faunistischer Besiedlung abhängen. Daraus erschloss sich, dass die Besiedlung mit Acanthamoeben als potenzielle Triebkraft mikrobieller Aktivität, besonders innerhalb der Rhizosphäre, gedeutet werden kann. Um den Einfluss von Wurzelhaaren auf die mikrobielle Aktivität und den Priming Effekt in der Rhizosphäre einzuschätzen, wurde ein Experiment im Gewächshaus mit kontinuierlicher Markierung von Boden mit Pflanzenbewuchs und einer Kontrolle ohne Bewuchs mit 13C-Isotopen durchgeführt. Wurzelhaare zeigten sich darin als Initiatoren eines positiven Rhizosphären-Priming Effektes während der Wachstumsphase, wohingegen der Abbau organischer Bodensubstanz in den Kontrollen gehemmt war. Im Falle der positiven Initialwirkung der Wurzelhaare stiegen zudem die Enzymaktivitäten von Chitinase und ß-Xylosidase an, was auf eine Zersetzung stabiler, organischer Bodensubstanz hinwies. Damit konnte ein deutlicher Effekt von Wurzelhaaren auf die mikrobielle Aktivität im Boden während der Phase des Pflanzenwachtums nachgewiesen werden. Somit vermittelt diese Arbeit ein weiterführendes Verständnis der auf mikrobielle Aktivität im Boden einwirkenden Faktoren und stellt eine Auswahl von Indikatoren zur Charakterisierung dieser Aktivität vor, die sowohl auf der Landschaftsebene als auch in der prozessorientierten Forschung im Wurzelraum Anwendung finden kann

Relation between TMAOase activity and content of formaldehyde in fillet minces and bellyflap minces from gadoid fishes

Minced fish is a significant component of a number of frozen fishery products like fish fingers, cakes and patties. Predominately minced fish is produced from gadoid species (Alaska pollack, cod, saithe, hake and others) possessing the enzyme trimethylamine oxide demethylase (TMAOase, E.C. 4.1.2.32) (Rehbein and Schreiber 1984). TMAOase catalyses the degradation of trimethylamine oxide (TMAO) to formaldehyde (FA) and dimethylamine (DMA), preferentially during frozen storage of products (Hultin 1992). In most gadoid species light muscle contains only low activity of TMAOase, the activity of red muscle and bellyflaps being somewhat higher. In contrast, the TMAOase activity in blood, kidney and other tissues, residues of which may contaminate minced fish flesh, may be higher for several orders of magnitude (Rehbein and Schreiber 1984)

Gephyrin palmitoylation and oligomerization in synaptic plasticity, membrane recruitment and proteostasis

Efficient signal transmission in the central nervous system is essential for higher brain functions. Inhibitory signaling in the brain primarily takes place at GABAergic (γ-aminobutyric acid) synapses and balances the activity of excitatory synapses. GABA type A receptors (GABAARs) are clustered at the synapse by a scaffold with the peripheral membrane protein gephyrin as major postsynaptic protein. One key feature of synapses is their ability to adapt in response to neuronal network activities, though underlying mechanisms how these changes are orchestrated under normal and pathological conditions are poorly understood. The first part of the study focuses on gephyrin’s membrane association in neurons with the aim to elucidate the molecular mechanisms and significance of membrane tethering. Gephyrin from Sf9 insect cells, but not E. coli, bound to liposomes and specifically to phosphatidylinositol 4-phosphate in protein-lipid overlay assays. Furthermore, gephyrin was identified to be mainly associated with cholesterol-rich membrane microdomains in mouse brains. Posttranslational lipid modifications of synaptic proteins regulate their trafficking and membrane localization and contribute to synaptic plasticity. Using different experimental approaches, gephyrin was identified to be palmitoylated in vivo. Palmitoylation of gephyrin was crucial for its localization at synapses and influenced the size of gephyrin clusters and the architecture of the inhibitory synapse. Membrane release of gephyrin upon inhibition of palmitoylation led to reduced surface quantities of synaptic GABAAR subunits. Additionally, the membrane detachment made gephyrin more susceptible to cleavage by the protease calpain I resulting in an accelerated turnover of the protein. Gephyrin palmitoylation was identified to be regulated by GABAAR activity leading to rapid changes in gephyrin palmitoylation levels. Palmitoylation screens in hippocampal neurons identified the neurite-localized palmitoyl transferase DHHC12 and Golgi-resident DHHC16 as gephyrin palmitoylating enzymes, which increase gephyrin cluster size and its amount in synapses. Gephyrin was also identified to be physiologically S-nitrosylated by NO, which is produced by neuronal nitric oxide synthase (nNOS). Pharmacological nNOS activity modulation in HEK-293 cells and hippocampal neurons reciprocally regulated gephyrin palmitoylation. Together, these findings identify differential modification of gephyrin by palmitoylation and nitrosylation and suggest that palmitoylation dynamics of gephyrin contribute to the regulation of GABAergic activity-dependent plasticity. Inhibitory signaling is crucial to counterbalance excitatory transmission. Anomalous inhibitory circuits and particularly irregular gephyrin expression have been linked to epileptic disorders. Patients with idiopathic generalized epilepsy have been screened for mutations in the GPHN gene. In the second part, a patient was identified with a hemizygous mutation in GPHN resulting in the expression of a truncated gephyrin variant that failed to oligomerize at inhibitory synapses. This pathogenic variant acted dominant-negatively on regular gephyrin and disrupted the normal gephyrin scaffold and synaptic GABAAR clustering in hippocampal neurons. The results suggest that mutations in genes coding for proteins of the inhibitory synapse is an important mechanism in the pathophysiology of monogenetic epilepsy forms