Das exokrine Pankreas: Non-invasive Evaluation der Funktion mittels MRT zur Frühdiagnose der Abstossung nach Transplantation

In dieser Arbeit wurde die Quantifizierung von Flüssigkeiten in einem klinischen 1,0 Tesla Ganzkörper-MR-Tomographen sowohl im Phantomexperiment als auch in vivo in Probanden und Patienten implementiert. Quantifizierung von Flüssigkeiten ist ein in der NMR bekanntes Verfahren [RENOU JP et al 87; Schmidt, S. J. et al 96]. Diese Untersuchungen beschränkten sich allerdings auf in vitro Untersuchungen. Spektroskopische Techniken in der MRT erlauben zwar theoretisch eine vergleichbare Quantifizierung, sind aber aufgrund der langen Untersuchungszeiten und beschränkten räumlichen Auflösung für den klinischen Einsatz nutzlos. Die vorliegende Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit der Klinik für Strahlendiagnostik und der Klinik für Innere Medizin, Schwerpunkt Gastroenterologie/Endokrinologie und Stoffwechsel des Klinikums der Philipps Universität Marburg durchgeführt. In den Phantomuntersuchungen wurde gezeigt, dass ein linearer Zusammenhang zwischen der Signalintensität schneller (single-shot) stark T2-gewichteter MR-Sequenzen und der im Untersuchungsvolumen vorhandenen Flüssigkeitsmenge besteht. Damit ist es möglich, Flüssigkeiten nicht nur abzubilden, sondern auch an Hand der gemessenen Signalintensität zu quantifizieren. Des Weiteren wurde in den Phantomuntersuchungen gezeigt, dass diese Messungen reproduzierbar und unabhängig von der gewählten Schichtdicke bzw. Pixelgrösse sind. Der Einfluss der Vorsättigung durch vorausgegangene Messungen kann eliminiert werden, wenn der Abstand zwischen den beiden Messungen mindestens 11 Sekunden beträgt. Sowohl die tierexperimentellen als auch die Probandenuntersuchungen bestätigten den linearen Zusammenhang zwischen Signalintensität und Flüssigkeitsmenge im Untersuchungsvolumen. An Hand der Probandenuntersuchungen wurden die Messungen geeicht, so dass eine Signalintensitätsänderung in ein Flüssigkeitsvolumen umgerechnet werden konnte. Die Patientenuntersuchungen gliederten sich in drei Teile: 1. Diagnose der chronischen Pankreatitis mit Hilfe der MRH im Vergleich zur endoskopischen retrograden Cholangiopankreatikographie. 2. Vergleich der MRH Ergebnisse mit den Ergebnissen des Secretin-Caerulein-Sondentests. 3. Diagnose von Funktionsstörungen von Pankreastransplantaten. Die Ergebnisse der Patientenuntersuchungen zeigten, dass die MRH-Ergebnisse signifikant mit den Ergebnissen des Sekretin-Caerulein-Sondentests korrelieren. Trotzdem gab es einige Unterschiede, welche sich aber auf die unterschiedlichen Testbedingungen zurückführen liessen. So war das gemessene Volumen im Sondentest immer höher als in der MRH. Dies lag vor allem daran, dass die MRH nur über einen Zeitraum von 10 Minuten mass, während der Sondentest 60 Minuten dauerte. Des Weiteren war das Duodenum während der MRH nicht durch Ballons blockiert, so dass Flüssigkeit aus dem Untersuchungsvolumen heraus transportiert werden konnte. Insgesamt konnten die Patienten-Untersuchungen allerdings zeigen, dass die MRH in der Lage ist, fortgeschrittene chronische Pankreatitis zu diagnostizieren, während in frühen Stadien immer noch Probleme bestehen. Insbesondere die Einführung eines MRH Scores, bestehend aus dem sezernierten Volumen und der Dauer der Sekretion, verbesserte die Diagnosestellung. In Zukunft sollte eine weitere Verbesserung der Spezifität des Verfahrens mit Hilfe von MR-Spektroskopie möglich sein. Die Untersuchungen der Patienten nach Pankreastransplantation zeigten, dass die MRH durchaus in der Lage ist, Patienten mit einer Funktionsstörung des Pankreastransplantats von solchen mit normaler Funktion zu unterscheiden. Die MRH zeigte ebenfalls Unterschiede zwischen verschiedenen Funktionsstörungen. So sezernierte ein Patient mit einer chronischen Abstossungsreaktion noch eine geringe Menge an Pankreassekret, während beide Patienten mit nekrotisierender Pankreastitis so gut wie keine Sekretion mehr aufwiesen

Immunhistochemische und stereologische Untersuchungen zur Differenzierung und Verteilung neuroendokriner Zellen in der menschlichen Prostata

Ziel der vorliegenden Arbeit war die nähere Charakterisierung der neuroendokrinen Zellen in der menschlichen Prostata bezüglich ihrer Herkunft, der Verteilung sowie ihres Altersganges. Das Untersuchungsmaterial umfasste männliche Embryonen von 57 mm bis 65 mm SSL, entsprechend der 9. bis ca. 13. Schwangerschaftswoche, einen Feten aus der 36. Schwangerschaftswoche sowie kindliche, jugendliche (um den Zeitraum der Pubertät) und erwachsene Prostatapräparate. Die Schnitte wurden immunhistochemisch - z. T. mit einer neu etablierten Doppelmarkierungstechnik - mit verschiedenen Primärantikörpern gegen neuroendokrine Zellen (Anti-Chromogranin A, Anti-Serotonin und Anti-Calcitonin) und Steroidhormonrezep-toren (Anti-Androgenrezeptor, Anti-Oestrogenrezep-tor) gefärbt und die Reaktion semiquantitativ mittels computerunterstützter Bildanalyse ausgewertet. Der Gesamtanteil der Chromogranin A-positiven neuroendokrinen Zellen am Epithel der Prostata liegt bei ca. 2 %, der Anteil der Serotonin- bzw. Calcitonin-positiven Zellen liegt noch einmal deutlich niedriger bei etwa 1 %. Erstmals konnte gezeigt werden, daß bei einem Embryo von 57 mm SSL, entsprechend etwa der 9. SSW, noch keine neuroendokrinen Zellen im Epithel des Sinus urogenitalis nachzuweisen sind (jedoch schon im Epithel des Rektums), diese jedoch in dorsolateral des Sinus urogenitalis gelegenen Paraganglien in großer Anzahl vorliegen. Erst bei einem Embryo mit 60 mm SSL finden sich im Stroma, im Epithel und etwas später auch in den aussprießenden Drüsenknospen der sich entwickelnden Prostata des Sinus urogenitalis, Chromogranin A-positive neuroendokrine Zellen. Die stromalen immunreaktiven Zellen sind zum Teil zwischen den Paraganglien und dem Epithel des Sinus urogenitalis lokalisiert. Für die neuroendokrinen Zellen in der sich ausbildenden Prostata konnte darüber hinaus eine von zentral nach peripher hin abnehmende Dichte nachgewiesen werden. Zusammenfassend sprechen diese Befunde für eine Migration der neuroendokrinen Zellen aus den Paraganglien - und damit indirekt aus der Neuralleiste - in das Epithel des Sinus urogenitalis und damit für eine neurogene Herkunft der neuroendokrinen Zellen der Prostata, auch wenn keine Zellen direkt an, bzw. beim Durchtritt durch die Basalmenbran des Epithels gefunden wurden. So läßt sich das bisher bestehende Stammzellkonzept der Prostata, in dem man von nur einem einzigen Stammzelltypus ausgeht, in ein duales Stammzellkonzept mit eigenen Vorläuferzellen sowohl für die Basalzellen und Epithelzellen als auch für die neuroendokrinen Zellen erweitern. Letztendlich kann jedoch eine autochthone Genese der neuroendokrinen Zellen nicht ganz ausgeschlossen werden, so daß weitere Untersuchungen erforderlich sind, um die diese Frage abschließend beantworten zu können. Bei den Doppelmarkierungsversuchen konnte klar gezeigt werden, daß neuroendokrine Zellen in gesundem Prostatagewebe keinen Androgenrezeptor exprimieren. Androgene könnten also allenfalls indirekt wirken. Gerade im Hinblick auf die Genese der benignen Prostatahyperplasie und des Prostatakarzinoms finden die neuroendokrinen Zellen heute große Beachtung und man schreibt ihnen eine zentrale Rolle bei der Ausbildung dieser Krankheiten zu. Umso wichtiger ist das Etablieren wirklich geeigneter Modelle, um diese Fragen beantworten zu können

Alternative splicing of TGF-betas and their high-affinity receptors TβRI, TβRII and TβRIII (betaglycan) reveal new variants in human prostatic cells

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The transforming growth factors (TGF)-β, TGF-β1, TGF-β2 and TGF-β3, and their receptors [TβRI, TβRII, TβRIII (betaglycan)] elicit pleiotropic functions in the prostate. Although expression of the ligands and receptors have been investigated, the splice variants have never been analyzed. We therefore have analyzed all ligands, the receptors and the splice variants TβRIB, TβRIIB and TGF-β2B in human prostatic cells.</p> <p>Results</p> <p>Interestingly, a novel human receptor transcript TβRIIC was identified, encoding additional 36 amino acids in the extracellular domain, that is expressed in the prostatic cancer cells PC-3, stromal hPCPs, and other human tissues. Furthermore, the receptor variant TβRIB with four additional amino acids was identified also in human. Expression of the variant TβRIIB was found in all prostate cell lines studied with a preferential localization in epithelial cells in some human prostatic glands. Similarly, we observed localization of TβRIIC and TGF-β2B mainly in the epithelial cells with a preferential localization of TGF-β2B in the apical cell compartment. Whereas in the androgen-independent hPCPs and PC-3 cells all TGF-β ligands and receptors are expressed, the androgen-dependent LNCaP cells failed to express all ligands. Additionally, stimulation of PC-3 cells with TGF-β2 resulted in a significant and strong increase in secretion of plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) with a major participation of TβRII.</p> <p>Conclusion</p> <p>In general, expression of the splice variants was more heterogeneous in contrast to the well-known isoforms. The identification of the splice variants TβRIB and the novel isoform TβRIIC in man clearly contributes to the growing complexity of the TGF-β family.</p

Targeted disruption of Slc2a8 (GLUT8) reduces motility and mitochondrial potential of spermatozoa

GLUT8 is a class 3 sugar transport facilitator which is predominantly expressed in testis and also detected in brain, heart, skeletal muscle, adipose tissue, adrenal gland, and liver. Since its physiological function in these tissues is unknown, we generated a Slc2a8 null mouse and characterized its phenotype. Slc2a8 knockout mice appeared healthy and exhibited normal growth, body weight development and glycemic control, indicating that GLUT8 does not play a significant role for maintenance of whole body glucose homeostasis. However, analysis of the offspring distribution of heterozygous mating indicated a lower number of Slc2a8 knockout offspring (30.5:47.3:22.1%, Slc2a8+/+, Slc2a8+/−, and Slc2a8−/− mice, respectively) resulting in a deviation (p = 0.0024) from the expected Mendelian distribution. This difference was associated with lower ATP levels, a reduced mitochondrial membrane potential and a significant reduction of sperm motility of the Slc2a8 knockout in comparison to wild-type spermatozoa. In contrast, number and survival rate of spermatozoa were not altered. These data indicate that GLUT8 plays an important role in the energy metabolism of sperm cells

Transforming growth factor-beta 2 heterozygous mutant mice exhibit Cowper's gland hyperplasia and cystic dilations of the gland ducts (Cowper's syringoceles)

Analyses of mutant mice with a deletion for the transforming growth factor beta 2 (Tgfβ2) gene revealed cysts in the perineal/scrotal region of male mice. We present evidence from in situ, light and electron microscopy that the cysts observed in Tgfβ2(+/−) heterozygous mice males derive from Cowper's glandtissue. The Cowper's glands of Tgfβ2(+/−) heterozygous mutant mice display all steps of glandular hyperplasiaand cystic dilation. TGF-β isoforms and TGF-β receptor (TβR-II) were localized immunocytochemicallyin sections of Cowper's glands. TGF-ββ2 and TGF-β3 were located predominantly inmyoepithelial cells of the Cowper's gland whereas the TβRII was found in the plasma membrane of the acinar cells. TUNEL-assays revealed that apoptotic cell death is significantly reduced in Cowper's glands of Tgfβ2(+/−) heterozygous mutant mice. The fact that Tgfβ2(+/−) heterozygous mutant mice exhibit hyperplasia of Cowper's gland epithelium and Cowper's gland cysts suggests a disturbance of epithelial–stromal interaction mostlikely due to reduced TGF-β2 level, accompanied by a significant decrease in apoptosis

Hormonelle Regulation der Enzymaktivität, Proteinexpression und Bedeutung der Neutralen Endopeptidase in Zelllinien der benignen Prostatahyperplasie und des Prostatakarzinoms

Die humane Prostata ist eines der am häufigsten von benignen und malignen Erkrankungen betroffenen Organe des Mannes. Viele Fragen bezüglich der Ätiologie und Pathogenese dieser Veränderungen sind bislang noch ungeklärt. Unsere Untersuchungen sollten die bisher wenig untersuchten stromalen Zelllinien insbesondere im Hinblick auf die Expression und Aktivität der Neutralen Endopeptidase, einem integralen Membranenzym, dem eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Progression sowohl der benignen Prostatahyperplasie als auch des Prostatakarzinoms zugesprochen wird, genauer untersuchen. Und in weiteren Versuchen sollte die Aktivität des Enzyms und das Proliferationsverhalten der stromalen sowie auch der epithelialen Zelllinie nach Inkubation mit verschiedenen Botenstoffen beobachtet werden. Zusammengefasst zeigen unsere Untersuchungen sowohl in Proteinexpression als auch in der Aktivität des Enzyms eine ungefähr um 25 % geringere Expression bzw. Aktivität der NEP in stromalen Zelllinien verglichen mit der Androgen-abhängigen PC Zelllinie LNCaP. Ein wesentlicher Befund ist, dass die Stromazellen der Prostata, auf die in unseren Untersuchungen ein besonderes Augenmerk gelegt worden war, kaum auf parakrine Stimulation reagieren. Lediglich die Stimulation mit IL-1ß und Pro-Calcitonin führte zu geringen Proliferationssteigerungen, während die Aktivität der NEP stets unverändert blieb. Vielleicht ist hier das Fehlen von epithelialen Zellen, die als parakrine Mediatoren wirken können von Bedeutung. Bei der Interpretation der Befunde nach in vitro-Behandlung der Zellen mit Steroidhormonen, Neuropeptiden und Cytokinen fällt auf, dass die Aktivität der NEP in den LNCaP-Zellen sich häufig gegenläufig zur Proliferation verhält. Dies könnte daran liegen, dass durch die Proliferation eine relative Unterversorgung der Zellen mit dem Stimulans eintritt oder eine gesteigerte Aktivität der Neutralen Endopeptidase zu einer vermehrten Inaktivierung der proliferationssteigernden Substanzen bzw. der Proliferation der Zellen führt. Damit würde die von Papandreou und Mitarbeitern aufgestellte Hypothese bestätigt. Diese Befunde betreffen jedoch nur die androgensensitiven LNCaP-Zellen; die androgen-insensitiven DU-145- und PC-3-Zellen reagierten kaum auf die in vitro-Stimulation. Die zu Anfang beschriebene Hypothese Papandreou et al. (1998), dass eine erhöhte parakrine Stimulation von Prostata-Karzinomzellen infolge verminderter Expression der NEP an der Zelloberfläche und daher kontinuierlichem Einwirken der parakrinen Neuropeptide führt, konnte somit nur für die Androgen-sensitive LNCaP-Zelllinie bestätigt werden und scheint auf die stromale Zelllinie nicht zu zu treffen. Wenn man die wichtige Rolle der NEP in Bezug auf die Inaktivierung entzündlicher Proteine, Neuropeptide bedenkt, kann man annehmen, dass in bestimmten Geweben besonders bei verminderter Aktivität der NEP ebensolche Proteine erhöhte Konzentrationen erreichen können. Diese Neuropeptide nun können Signaltransduktionswege initiieren, die die Gewebezusammensetzung verändern, wie es bereits für das PC und die BPH beschrieben wurde. Unsere Ergebnisse zeigten, dass das Neuropeptid Calcitonin, nicht nur auf die Progression des PC einen Einfluss zu haben scheint sondern in besonderem Maße auch auf die Progression der BPH. Zu Beginn der Arbeit wurden die verschiedenen konservativen Therapie-Optionen der BPH und PC beschrieben. Insgesamt sind die Ergebnisse der konservativen Therapie bislang sehr unbefriedigend und dienen primär der Symptomlinderung, ohne die Weiterentwicklung der Erkrankungen zu verhindern. Es hat sich gezeigt, dass keiner der Therapie-Ansätze die Progression der Erkrankungen zu verhindern vermag. Die vorliegende Arbeit sollte einen kleinen Einblick in die unterschiedlichen Reaktionen der stromalen und epithelialen Zelllinien auf verschiedenen Stimulantien und im weitesten Sinne auch auf Therapeutika aufzeigen. Weitere Studien sollten folgen, um den Pathomechanismus der beiden Erkrankungen noch besser verstehen zu können und somit zu neuen Therapie-Ansätzen zu gelangen

Immunhistochemische Studien zur fetalen Entwicklung der Innervation und der Verteilung neuroendokriner Zellen und neuroepithelialer Körperchen in der menschlichen Lunge.

Ausgangspunkt dieser Studie ist die Frage nach der Herkunft der neuroendokrinen Zellen und neuroepithelialen Körperchen sowie die Entwicklung der Innervation in der fetalen Lunge des Menschen. Immunhistochemisch wurden Embryonen und Feten zwischen 30 mm und 110 mm Schädel-Steißbein-Länge mit verschiedenen Primärantikörpern gegen neuroendokrine Zellen (z.B. Chromogranin A, PGP 9.5 und Bombesin)und Nerven (z.B.PGP 9.5) bearbeitet und die Ergebnisse deskriptiv ausgewertet. Bombesin-reaktive neuroendokrine Zellen finden sich früher im Epithel der kleineren Bronchiolen im Vergleich zu CgA-reaktiven neuroendokrine Zellen. Zu einem späteren Zeitpunkt zeigen sich immunreaktive Zellansammlungen um die Bronchien und Bronchiolen im Lungenparenchym, während zeitgleich die Zahl der neuroendokrinen Zellen im Epithel zurückgeht. Neuroepitheliale Körperchen finden sich bei keinem Primärantikörper im Epithel. Bei den Untersuchungen mit PGP 9.5 finden sich keine einzelnen neuroendokrinen Zellen im Stroma der Lunge, lediglich Ansammlungen von immunreaktiven Zellen sind im Stroma vorhanden. Eine Differenzierung, ob es sich dabei um extraepitheliale Körperchen oder peribronchiale Ganglien handelt, ist nicht möglich. Schon beim Homo 30 mm lassen sich einzelne Nervenfasern im Stroma der Lunge nachweisen. Neurale Elemente wandern somit schon früh in die Lunge ein. Zu einem späteren Zeitpunkt finden sich dann Ganglien peribronchial. Einen direkten Kontakt der Nervenfasern zu den neuroendokrinen Zellen im Epithel kann diese Untersuchung nicht zeigen. Die Präsenz des cholinergen Systems lässt sich mit Hilfe der Antikörper VMAT und VAChT in der Lunge nachweisen. Eine endgültige Klärung über die Herkunft der neuroendokrinen Zellen in der Lunge konnten diese Untersuchungen nicht erbringen, da hier weiterhin sowohl die autochthone Theorie als auch die Neuralleisten-Theorie möglich sind. Es sind weitere Studien an früheren Embryonen notwendig, um zu klären, ob neuroendokrine Zellen vor neuralen Elementen in der Lunge nachweisbar sind oder nicht. Eine neue Frage werfen die extraepithelialen Zellansammlungen auf. Handelt es sich hierbei um eine Art extraepithelialer Körperchen? Auch hier könnten weitere Untersuchungen Aufschluss geben

Diagnose "Psychopath" - Die Behandlung von Soldaten und Zivilisten in der Marburger Universitäts-Nervenklinik 1939-1945

Zusammenfassung Untersucht wurden die Patientenakten von 88 Soldaten und 49 Zivilisten mit der Diagnose „Psychopathie“, die im Zeitraum zwischen 1939 und 1945 in der Universitäts-Nervenklinik bzw. dem Reservelazarett III der Universitäts-Nervenklinik Marburg behandelt wurden. Ziel war es, Behandlungsunterschiede zwischen diesen beiden Patientengruppen zu erfassen. Von weiterem Interesse war die Frage nach Behandlungsunterschieden innerhalb des Soldatenkollektives hinsichtlich des Ranges. Tatsächlich war kein einziger Offizier unter den Soldaten zu finden. Offensichtlich wurde die Diagnose „Psychopathie“ bei Offizieren nicht gestellt, was Anlass zu weiteren Spekulationen gibt. Entsprechende wissenschaftliche und medizinhistorische Arbeiten zum Thema Militärpsychiatrie gaben den Anstoß zu diesen Thesenformulierungen und ließen überdies die Frage aufkommen, ob den Soldaten ein kürzerer Aufenthalt in der Klinik gewährt wurde, um eine schnelle Rückkehr zur Truppe zu ermöglichen. Erstaunlicher Weise bestätigte sich diese Vermutung nicht, denn die Aufenthaltsdauer der Soldaten war im Median 5 Tage länger, als die der Zivilisten. Der gehäufte Einsatz von „harten Therapiemethoden“ wie der sogenannten „Kaufmann-Kur“, der Elektrokrampftherapie, dem Cardiazol- und Insulinschock auf Seiten des Soldatenkollektivs wurde postuliert. Es bestätigte sich der missbräuchliche Einsatz der „Kaufmann-Kur“ bei Soldaten anhand von Einzelfällen. Die anderen Therapieformen wurden ebenfalls nur in einzelnen Fällen - sowohl bei Zivilisten als auch bei Soldaten verwendet – es liegt jedoch kein Hinweis für eine missbräuchliche Anwendung vor. In der Militärpsychiatrie kam der Diagnose „Psychopathie“ eine besondere Stellung zu. Man wusste um die „Gefahr“, welche die psychopathische Persönlichkeiten bei der Aufrechterhaltung der „Manneszucht“ innerhalb der Truppe darstellten. Auch in der Heimat galten sie als „gefährliche Elemente“, sodass sie bei den Militärpsychiatern immer wieder Anreiz zur Diskussion gaben. Wie vermutet, wurde ein hoher Prozentsatz der Soldaten (70%) aufgrund einer Disziplinwidrigkeit eingewiesen. Zudem ist die Diagnose „Psychopathie“ schwer objektivierbar. Wo liegen die Grenzen zwischen „normalen“ Charaktereigenschaften und pathologischem Verhalten – Kriegsumstände und Militär forderten hier eigene Maßstäbe und machen diese Forschungsarbeit besonders spannend