Funktionelle Untersuchungen der Nebenwirkung des Antiepileptikums Carbamazepin auf den Wasser- und Elektrolythaushalt der Ratte

In dieser Arbeit wurde die Wirkung des Antiepileptikums Carbamazepin (CBZ) auf den Wasser- und Elektrolythaushalt der Ratte untersucht. CBZ blockiert neuronale spannungsgesteuerte Na+-Kanäle, um die durch die neuronale Übererregbarkeit ausgelösten Krampfanfälle (Epilepsie) zu unterbrechen. In 48% der Fälle tritt, meist asymptomatisch, eine Hyponatriämie als Begleiterscheinung der Therapie auf. Die Ursachen für deren Entstehen sind unbekannt. Die Aufklärung der zu Grunde liegenden Mechanismen ist von hoher Bedeutung, da Hyponatriämie zum Therapieabbruch zwingt und lebensbedrohlich sein kann. In der Literatur wird seit Jahren diskutiert, ob die Hyponatriämie durch eine Sollwert-Verstellung der Osmorezeptoren im Hypothalamus zustande kommt oder ob Störungen in anderen Organen (z.B. der Niere, dem Verdauungstrakt) vorliegen. Ziel dieser Arbeit war es zunächst, die Wirkung von CBZ auf den epithelialen Transport zu analysieren. Mit Ussing-Kammer Messungen in-vitro an isolierten Kolongewebestücken konnte erstmals gezeigt werden, dass CBZ auch direkt auf Epithelien wirkt. Es führte zu einer dosisabhängigen Inhibition der luminalen, cAMP-abhängigen Chloridsekretion (IC50:26 µM im therapeutisch wirksamen Bereich). Unter cAMP-Stimulation konnte initial eine kurzfristige Aktivierung beobachtet werden. Diese Wirkung ähnelte in ihrem Verlauf dem von Carbachol (CCh), einem Agonisten, der die intrazelluläre Ca2+-Aktivität erhöht. Schließlich war die durch CCh ausgelöste Aktivierung der Cl--Sekretion in Anwesenheit von CBZ deutlich gehemmt. Die Analyse der zellulären Mechanismen der CBZ-Wirkung ergab eine Verminderung der cAMP-Konzentration und eine kurzfristige Steigerung der Ca2+-Aktivität. Im zeitlichen Verlauf trat der aktivierende Effekt durch CBZ aufgrund der raschen Freisetzung von Ca2+ aus den internen Ca2+-Speichern vor dem inhibitorischen Effekt auf. CBZ hatte keine direkte Wirkung auf die am Transport beteiligten Ionenkanäle ENaC und CFTR. Die Untersuchungen der Membranpotenziale und der Leitwerte mit der Patch-Clamp Technik zeigte eine Hyperpolarisation einhergehend mit einer Abnahme des Leitwertes unter CBZ. Die in-vitro Befunde ergaben eine klare Wirkung von CBZ auf die Epithelfunktion, die in die cAMP- und Ca2+-vermittelte Regulation des epithelialen Transportes eingreift. Auf diesem Hintergrund wurde im zweiten Teil dieser Arbeit die Wirkung von CBZ auf den Wasser- und Elektrolythaushalt der Ratte in-vivo charakterisiert. Interessanterweise zeigten die Messungen, dass CBZ in der Ratte ein unterschiedliches Wirkungsprofil im Vergleich zum Menschen hatte. Während beim Menschen die Hyponatriämie und eine Wasserretention im Vordergrund stehen, kam es bei den Tieren zu einem kombinierten Verlust von Salz und Wasser, die Plasmaosmolalität war schließlich erhöht. Ratten reagierten auf eine orale CBZ-Behandlung im Vergleich zu den Kontrolltieren sowohl unter Kontrollbedingungen als auch unter Wasserbelastung und unter Dehydratation diuretisch (Wasserdiurese). Der Elektrolytverlust unter CBZ konnte von den Tieren bereits innerhalb eines Tages kompensiert werden. Schließlich wurde mit Hilfe des spezifischen ADH V2-Antagonisten Satavaptan überprüft, ob die CBZ-Wirkung auf den Wasser-und Elektrolythaushalt wesentlich von der Epithelwirkung von CBZ abhängt. Additivität zur Satavaptanwirkung und der fehlende Einfluss auf die ADH-Konzentration legen nahe, dass die Wirkung von CBZ auf den Wasser- und Salzhaushalt zumindest in der Ratte über einen renalen Angriffspunkt erfolgt, der unabhängig von einer zentralen Änderung der ADH-Freisetzung ist. Die Unterschiede in der CBZ-Wirkung zwischen Mensch und Ratte ergeben sich mit großer Wahrscheinlichkeit aus den vielfältigen Angriffspunkten von CBZ und den unterschiedlichen Kompensations-möglichkeiten der Organismen. Die vorliegenden Daten zeigen erstmals, dass eine wesentliche Nebenwirkung von CBZ auf den Salz- und Wasserhaushalt durch epithelialen Angriff der Substanz unabhängig von ihrer ZNS-Wirkung erfolgen kann

Development and Adjustment of Tools for Superconducting RF Gun Cavities

For the superconducting radio frequency (SRF), 1.6-cell gun cavities (CV) developed at DESY, a similar fabrication andtreatment process, as for the European XFEL 9-cell cavities is foreseen. The different length and geometry of thesecavities lead to a number of adjustments to existing and the development of new tools. This paper covers the newdesigns and adaptations of a tuning tool, chemistry flanges, a wall thickness measurement device, as well as a new high pressure rinsing spray head and an optical inspection camera for the 1.6-cell, 1.3 GHz DESY SRF gun cavities

Retreatment of European XFEL Series Cavities at DESY as Part of the Repair of the European XFEL Accelerating Modules

For the European XFEL 102 accelerating modules were built and tested. Several accelerating modules had to be reworked due to different kinds of non-conformities. The extent of this rework varied greatly. At the end of production four accelerating modules could not be qualified in time before the tunnel installation was to be finished in September 2016. Meanwhile the cavity strings of two of these accelerating modules have been disassembled in the DESY clean room. The cavities have been retreated at DESY either by additional high pressure water rinsing or BCP flash chemical treatment. All cavities were vertically tested and 15 out of 16 were qualified for the reassembly of the cavity strings. One accelerating module will be reassembled completely and tested until the end of 2018; the other will follow in the first half of 2019. We report on retreatment procedures and performance of these cavities

SRF Accelerating Modules Repair at DESY

Eight SRF cavities assembled in an accelerating module represent a building block of the particle linear accelerator based onTESLA SRF technology. DESY has two machines, European XFEL and FLASH. Both use almost same module and cavity types.During the module assembly many factors can deteriorate the cavity performance and cause a need for a repair action. Currentlytwo European XFEL modules and two FLASH ones underwent reassembly procedures. The repair was not immediately successfulon every of these modules and re‐iterations did follow. The degradation causes were investigated. SRF modules were tested onboth test‐stands at DESY: AMTF and CMTB. The results of the described actions are presented and discussed

Surface Treatment Experience of the All Superconducting Gun Cavities

The performance of superconducting cavities depends extremely on the material and surface properties. In the last decades processes have been developed for the successful serial production of accelerating cavities for large scale facilities like the European XFEL. A main feature of these cavities are relatively large diameter beam ports on both sides which can be used for the surface treatment processes. In contrast, superconducting gun cavities have only one beam port and a half-cell with a back-wall acting as mirror plate with some small hole for the cathode in the center. Being apparently only a small feature, it turned out to require special attention for the surface treatment. This is in particular the case, when the target gradients are as high as gradients for the accelerating cavities. In our contribution we present the experience made within the last years and how we finally achieved high gradients

SRF Gun Development at DESY

A future upgrade of the European XFEL (E-XFEL) foresees an additional CW operation mode, which will increase the flexibility in the photon beam time structure [1–3]. One of the challenges of this operational mode is the need fora CW operating photo injector. We believe that using an SRF gun is the preferred approach as the beam parameters of normal conducting pulsed guns can be potentially met by SRF guns operating CW. For more than a decade DESY, incollaboration with TJNAF, NCBJ, BNL, HZB and HZDR, has performed R&D to develop an all superconducting RFgun with a lead cathode. In the frame of E-XFEL CW upgrade feasibility studies, the SRF-gun R&D program gained more attention and support. Within the next few years we would like to demonstrate the performance of the all superconducting injector required for the E-XFEL upgrade. The selected approach offers advantages w.r.t. the cleanliness of the superconducting surface, but requires a complete disassembly of a cryostat and stripping the gun cavity in a cleanroom to exchange the cathode. Thus it is practical only when the life time of the cathode is at least several months. In this paper we present the actual status of the R&D program, next steps and the longer term plans

Collagen type I and decorin expression in tenocytes depend on the cell isolation method

<p>Abstract</p> <p>Backround</p> <p>The treatment of rotator cuff tears is still challenging. Tendon tissue engineering (TTE) might be an alternative in future. Tenocytes seem to be the most suitable cell type as they are easy to obtain and no differentiation <it>in vitro</it> is necessary. The aim of this study was to examine, if the long head of the biceps tendon (LHB) can deliver viable tenocytes for TTE. In this context, different isolation methods, such as enzymatic digestion (ED) and cell migration (CM), are investigated on differences in gene expression and cell morphology.</p> <p>Methods</p> <p>Samples of the LHB were obtained from patients, who underwent surgery for primary shoulder arthroplasty. Using ED as isolation method, 0.2% collagenase I solution was used. Using CM as isolation method, small pieces of minced tendon were put into petri-dishes. After cell cultivation, RT-PCR was performed for collagen type I, collagen type III, decorin, tenascin-C, fibronectin, Scleraxis, tenomodulin, osteopontin and agreccan.</p> <p>Results</p> <p>The total number of isolated cells, in relation to 1 g of native tissue, was 14 times higher using ED. The time interval for cell isolation was about 17 hours using ED and approximately 50 days using CM. Cell morphology <it>in vitro</it> was similar for both isolation techniques. Higher expression of collagen type I could be observed in tenocyte-like cell cultures (TLCC) using ED as isolation method (p < 0.05), however decorin expression was higher in TLCC using CM as isolation method (p < 0.05). Dedifferentiation potential seemed to be similar for both isolation techniques.</p> <p>Conclusion</p> <p>In summary tenocyte-like cells can be obtained with both isolation methods (ED and CM) from the LHB. As no obvious disadvantage could be seen using ED, this method is more suitable for clinical use, as time for cell isolation is shorter and a remarkably higher number of cells can be obtained. However, both isolation methods can further be improved.</p