Untersuchungen zur Wiederholbarkeit der elektrischen Stimulation des N. facialis beim Beagle und Literaturübersicht zur magnetischen Stimulation des N. facialis

Die elektrische Stimulation der peripheren Anteile des N. facialis ist eine Methode zur funktionellen Beurteilung und ergänzt die Ergebnisse der bildgebenden Verfahren, die die strukturellen Gegebenheiten des zentralen und peripheren Anteil des N. facialis darstellen. Die magnetische Stimulation des N. facialis ist eine nicht invasive, nicht schmerzhafte Technik, die in der Humanmedizin eingesetzt wird; ihre Grundlagen und relevante Untersuchungen in der Tiermedizin werden in einer Literaturzusammenfassung dargestellt. Die Hypothese des prospektiven Anteil der vorgelegten Untersuchung ist, dass die elektrische Stimulation des N.facialis bei gesunden Beagle nicht wiederholbar ist. An 13 gesunden Beagle (Versuchstiere der Helmholtz Gesellschaft, München) wurden bilaterale elektrische Stimulationen des N. facialis innerhalb von 14-21 Tagen in zwei getrennten Messzyklen unter Narkose durchgeführt. Ableitungen wurden ipsilateral zur Stimulationsseite am M. orbicularis oris und M. orbicularis oculi durcheführt, als Ableitungselektroden worden monopolare und konzentrische Nadelekeltroden benutzt. Latenz, Dauer, Amplitude und Fläche unter der Kurve wurden evaluiert. Bei keinem der untersuchten Hunde wurde eine Veränderung in der neurologischen oder Allgemeinuntersuchung festgestellt. Es konnten bei allen Stimulationen Potenziale abgeleitet werden. Die abgeleiteten Potenziale zeigten äquivalente Morphologie in allen Ableitungen. Insgesamt wurden 416 Messergebnisse und jeweils eine Wiederholungsmessung aufgezeichnet. Kriterien wurden erarbeitet anhand derer die Wiederholbarkeit dieser Ergebnisse beurteilt wurde. Bei 312/416 Messergebnissen wurde ein Unterschied zwischen erster und zweiter Messung von weniger als 50% gefunden. Sowohl bei Ableitungen mit konzentrischer und monopolarer Elektrode wurde bei der Latenz (50 und 51) die größte Anzahl von Messergebnissen gefunden, bei der der Unterschied zwischen erster und zweiter Messung weniger als 50% ist. Die Anzahl mit der kleinsten Anzahl von Messergebnissen, bei denen ein Unterschied von weniger als 50% zwischen erster und zweiter gemessen wurde, ist bei Ableitung mit der monopolaren Elektrode die Fläche (32) und bei Ableitung mit der konzentrischen Elektrode die Amplitude (24). Bei Annahme der Wiederholbarkeit der Ergebnisse nach Stimulation des N. facialis bei gesunden Hunden ist im Anschluss die Frage zu beantworten, ob Ergebnisse bei erkrankten Hunden ermittelt werden können, die zur Diagnose und Prognose genutzt werden können

Role of cellular senescence and NOX4-mediated oxidative stress in systemic sclerosis pathogenesis.

Systemic sclerosis (SSc) is a systemic autoimmune disease characterized by progressive fibrosis of skin and numerous internal organs and a severe fibroproliferative vasculopathy resulting frequently in severe disability and high mortality. Although the etiology of SSc is unknown and the detailed mechanisms responsible for the fibrotic process have not been fully elucidated, one important observation from a large US population study was the demonstration of a late onset of SSc with a peak incidence between 45 and 54 years of age in African-American females and between 65 and 74 years of age in white females. Although it is not appropriate to consider SSc as a disease of aging, the possibility that senescence changes in the cellular elements involved in its pathogenesis may play a role has not been thoroughly examined. The process of cellular senescence is extremely complex, and the mechanisms, molecular events, and signaling pathways involved have not been fully elucidated; however, there is strong evidence to support the concept that oxidative stress caused by the excessive generation of reactive oxygen species may be one important mechanism involved. On the other hand, numerous studies have implicated oxidative stress in SSc pathogenesis, thus, suggesting a plausible mechanism in which excessive oxidative stress induces cellular senescence and that the molecular events associated with this complex process play an important role in the fibrotic and fibroproliferative vasculopathy characteristic of SSc. Here, recent studies examining the role of cellular senescence and of oxidative stress in SSc pathogenesis will be reviewed

The NOX toolbox: validating the role of NADPH oxidases in physiology and disease

Reactive oxygen species (ROS) are cellular signals but also disease triggers; their relative excess (oxidative stress) or shortage (reductive stress) compared to reducing equivalents are potentially deleterious. This may explain why antioxidants fail to combat diseases that correlate with oxidative stress. Instead, targeting of disease-relevant enzymatic ROS sources that leaves physiological ROS signaling unaffected may be more beneficial. NADPH oxidases are the only known enzyme family with the sole function to produce ROS. Of the catalytic NADPH oxidase subunits (NOX), NOX4 is the most widely distributed isoform. We provide here a critical review of the currently available experimental tools to assess the role of NOX and especially NOX4, i.e. knock-out mice, siRNAs, antibodies, and pharmacological inhibitors. We then focus on the characterization of the small molecule NADPH oxidase inhibitor, VAS2870, in vitro and in vivo, its specificity, selectivity, and possible mechanism of action. Finally, we discuss the validation of NOX4 as a potential therapeutic target for indications including stroke, heart failure, and fibrosis

CMS physics technical design report : Addendum on high density QCD with heavy ions

Peer reviewe

Commissioning and performance of the CMS silicon strip tracker with cosmic ray muons

This is the Pre-print version of the Article. The official published version of the Paper can be accessed from the link below - Copyright @ 2010 IOPDuring autumn 2008, the Silicon Strip Tracker was operated with the full CMS experiment in a comprehensive test, in the presence of the 3.8 T magnetic field produced by the CMS superconducting solenoid. Cosmic ray muons were detected in the muon chambers and used to trigger the readout of all CMS sub-detectors. About 15 million events with a muon in the tracker were collected. The efficiency of hit and track reconstruction were measured to be higher than 99% and consistent with expectations from Monte Carlo simulation. This article details the commissioning and performance of the Silicon Strip Tracker with cosmic ray muons.This work is supported by FMSR (Austria); FNRS and FWO (Belgium); CNPq, CAPES, FAPERJ, and FAPESP (Brazil); MES (Bulgaria); CERN; CAS, MoST, and NSFC (China); COLCIENCIAS (Colombia); MSES (Croatia); RPF (Cyprus); Academy of Sciences and NICPB (Estonia); Academy of Finland, ME, and HIP (Finland); CEA and CNRS/IN2P3 (France); BMBF, DFG, and HGF (Germany); GSRT (Greece); OTKA and NKTH (Hungary); DAE and DST (India); IPM (Iran); SFI (Ireland); INFN (Italy); NRF (Korea); LAS (Lithuania); CINVESTAV, CONACYT, SEP, and UASLP-FAI (Mexico); PAEC (Pakistan); SCSR (Poland); FCT (Portugal); JINR (Armenia, Belarus, Georgia, Ukraine, Uzbekistan); MST and MAE (Russia); MSTDS (Serbia); MICINN and CPAN (Spain); Swiss Funding Agencies (Switzerland); NSC (Taipei); TUBITAK and TAEK (Turkey); STFC (United Kingdom); DOE and NSF (USA)

Der enzymatische und anti-oxidative Mechanismus des anti-atherogenen Enzyms Paraoxonase-2

Das humane Enzym PON2 ist in eine Vielzahl pathophysiologischer Prozesse involviert und ist durch zwei Funktionen gekennzeichnet - eine enzymatische Laktonase-Aktivität und eine anti-oxidative Aktivität. Durch die Laktonase-Aktivität hydrolysiert PON2 vorwiegend das bakterielle Signalmolekül 3oxoC12. PON2 ist als Bestandteil des angeborenen Immunsystems anzusehen und trägt wahrscheinlich zur Immunabwehr gegen Infektionen mit den human-pathogenen Pseudomonas aeruginosa Bakterien bei. Durch die anti-oxidative Aktivität vermindert PON2 oxidative Schäden und verringert redox-abhängige pro-apoptotische Stimulation. Diese einzigartige Funktion von PON2 ist jedoch ambivalent zu betrachten, da hohe PON2-Spiegel zwar Arteriosklerose reduzieren können, aber im Verdacht stehen Tumorzellen zu stabilisieren.rnIn dieser Arbeit wurden die noch unbekannten Mechanismen und der Zusammenhang der enzymatischen und der anti-oxidativen Aktivität analysiert. In diesem Rahmen wurde gezeigt, dass PON2 spezifisch die Superoxidfreisetzung an Komplex I und III der Atmungskette in der inneren Mitochondrienmembran reduzieren kann. PON2 veränderte dabei weder die Aktivitäten der Superoxiddismutasen noch die Cytochrom C-Expression. Weiterhin konnte in dieser Arbeit erstmals gezeigt werden, dass PON2 O2- nicht direkt abbaut, sondern vielmehr dessen Bildung verhindert. Diese Erkenntnisse implizieren, dass PON2 die anti-oxidative Aktivität über eine Beeinflussung des Quinon-Pools vermittelt. Anhand von verschiedenen Punktmutationen konnte gezeigt werden, dass die Histidinreste-114 und -133 für die Laktonase-Aktivität essentiell sind. Weiterhin wurden die Glykosylierungsstellen von PON2 identifiziert und gezeigt, dass die Glykosylierung, nicht aber der natürliche Polymorphismus Ser/Cys311 für die Laktonase-Aktivität von Bedeutung ist. Von besonderer Bedeutung ist, dass keine dieser Mutationen die anti-oxidative Aktivität beeinflusste, wodurch erstmals die Unabhängigkeit der beiden Funktionen von PON2 gezeigt werden konnte. rnEs war bekannt, dass PON2 gegen intrinsische und ER-Stress-induzierte Apoptose schützt. Die Spezifität der anti-oxidativen / anti-apoptotischen Wirkung wurde hier an einem weiteren pathophysiologischen Modell untersucht. 7- Ketocholesterol (7-KC) ist der Hauptbestandteil des pro-arteriosklerotischen oxLDL und verursacht in Zellen des Gefäßsystems ER-Stress, oxidativen Stress und Apoptose. Unerwarteterweise konnte PON2 Endothelzellen nicht gegen den 7-KC-induzierten Zelltod schützen. Mehrere unabhängige experimentelle Ansätze belegen, dass 7-KC in Endothelzellen im Gegensatz zu Gefäßmuskelzellen den Zelltod über Autophagie und nicht über ER-Stress oder intrinsische Apoptose bewirkt. Weiterhin führt 7-KC, wie auch 3oxoC12 und Thapsigargin zu einem Abbau der PON2-mRNA, die über die 5’UTR der PON2-mRNA vermittelt wird. Diese Arbeit vermittelt detaillierte mechanistische Einsichten in die Funktionen von PON2, die für ihre Rolle bei Arteriosklerose, in der körpereigenen Immunabwehr und bei Krebs entscheidend sind.rnThe human enzyme paraoxonase-2 (PON2) has two important functions, an enzymatic lactonase activity and the reduction of intracellular oxidative stress. By its enzymatic function, it dominantly inactivates bacterial lactone signalling molecule 3oxoC12, thus PON2, as factor of the innate immunity, represents an important defence mechanism against infections by the human pathogen Pseudomonas aeruginosa. By its anti-oxidative effect, PON2 protects cells from oxidative damage and confers resistance to cytotoxic stimuli, as it diminishes redox-mediated mitochondrial cell death signalling. However, this protective anti-apoptotic effect of PON2 may be both appreciated and deleterious: high PON2 levels seem to protect against atherosclerosis, but it may also favour tumour development due to increased apoptotic escape. This study addressed the yet unknown mechanisms and relatedness of PON2 enzymatic and anti-oxidative function.rnHere I show that PON2 specifically reduced superoxide production at complex-I or complex-III of the electron transport chain in the inner mitochondrial membrane. Thereby PON2 didn’t change expression levels of cytochrome c or activities of superoxide dismutases. Further this study showed for the first time that PON2 can‘t scavenge O2- but diminishes its generation most likely by interacting with the quinone pool. Specific mutations of several amino acids showed that His114 and His133 are essential for the lactonase activity of PON2. Glycosylation sites of PON2 were also identified and proved to be essential for its lactonase activity in contrast to its native polymorphism Ser/Cys311. Importantly, none of these mutations altered PON2 anti-oxidative / anti-apoptotic function, demonstrating unrelated functions of the same protein. rnThe capability of PON2 to protect cells against intrinsic or ER stress mediated apoptosis is well established. The specificity of its anti-oxidative / anti-apoptotic effects was tested in another pathophysiological model. 7- ketocholesterol (7-KC) is the main constituent of pro-atherogenic oxLDL and causes ER stress, oxidative stress and apoptosis in smooth muscle cells of the vascular wall. This was tested for endothelial cells. Several lines of evidence demonstrate that 7-KC induced ER stress and autophagy in endothelial cells, which may ultimately result in cell death. Importantly, this type of cell death showed no signs of apoptosis and was not diminished by enhanced PON2 expression, in accordance with its anti-apoptotic function. To further elucidate mechanisms leading to lacking effect of PON2, I addressed expression levels and found that 7-KC, like thapsigargin and the lactone 3oxoC12, lead to PON2 mRNA degradation. The responsive element located to its 5’UTR.rnCollectively, this study provides detailed mechanistic insight into the functions of PON2 and discriminates its effect on different pathways, which is important for its role in innate host defence, atherosclerosis and cancer.r