Land cover change - Verhalten von Quantität und Qualität des Bodenkohlenstoffes in sich wandelnden Landschaftssystemen

Böden stellen im aktiven Kohlenstoffkreislauf abgesehen von den mittleren und tiefen Wassermassen des Ozeans das grösste Kohlenstoffreservoir dar (Ciais et al., 2013; Houghton, 2014). Je nach Datenquelle und untersuchter Bodentiefe variiert der Kohlenstoffvorrat im Boden zwischen 1500 und 2400 GtC (Batjes, 1996; Jobbágy and Jackson, 2000; Prentice et al., 2001). Waldökosysteme nehmen rund ein Drittel der terrestrischen Fläche ein und speichern in der Biomasse (448 GtC) und in den Böden (747 GtC) mehr als 50 % des globalen terrestrischen Kohlenstoffes (2349 GtC) (Prentice et al., 2001; FAO, 2010; Ussiri and Lal, 2017a). Der restliche Kohlenstoff ist vorwiegend in den Böden (952 GtC; 41 %) von Savannen- und Graslandschaften, Buschökosystemen, Feucht- und Ackerbaugebieten sowie der Tundra gespeichert (Houghton, 2014). In den ersten drei Metern der zirkumpolaren Permafrostböden sind weitere 1000 GtC gespeichert (Tarnocai et al., 2009; Hugelius et al., 2014). Weil das Kohlenstoffreservoir der Böden mehr als zweimal so hoch ist wie jenes der Atmosphäre (590 GtC), haben geringe Zunahmen des Bodenkohlenstoffvorrates grosse Auswirkungen auf den Bodenkohlenstoffvorrat in der Atmosphäre (Lal, 2004; Smith, 2004). Die Verlinkung des passiven mit dem aktiven Kohlenstoffkreislauf durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen und die Veränderung des aktiven Kohlenstoffkreislaufs durch die Landnutzungsänderungen infolge der steigenden anthropogenen Nachfrage nach Ressourcen haben zu einer Freisetzung von Kohlenstoffverbindungen (v.a. CO2 und CH4) während den vergangenen 250 Jahren geführt (Ramankutty et al., 2006, 2008; Ciais et al., 2013). Dabei sind die freigesetzten 600 GtC von den Kohlenstoffsenken „Ozean“, „Terrestrisches System“ und „Atmosphäre“ zu 175, 165 und 260 GtC aufgenommen worden (Ciais et al., 2013). Daher hat sich die Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre zwischen 1750 und 2015 von 130 auf 400 ppm erhöht (Le Quéré et al., 2016), was eine Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes zur Folge hat. Die globale Durchschnittstemperatur ist seit 1880 um 0.96 C angestiegen und bis 2100 wird mit einer weiteren Zunahme von 1.4 bis 5.8 C gerechnet (Field et al., 2013; Dahlman, 2017). Das globale Kohlenstoffbudget zeigt eine jährliche Kohlenstoffspeicherung im terrestrischen System von ungefähr 3.1 GtC a-1 auf (Le Quéré et al., 2016). Der Anteil, der in Waldökosystemen gespeichert wird, beträgt dabei 2.4 GtC a-1 (Pan et al., 2011), was durch die hohe Nettoprimärproduktion zu erklären ist und das hohe Kohlenstoffsenkenpotential dieser Ökosysteme aufzeigt (Pan et al., 2013). Aus diesem Grund wird die Etablierung von Waldflächen auf genutzten Böden, welche aufgrund des degradierten Kohlenstoffvorrates ein besonders hohes Senkenpotential aufweisen, bewusst vollzogen (Lal, 2004; Lorenz and Lal, 2010; Lal et al., 2015; Ussiri and Lal, 2017a). Der Landbedeckungswandel hin zu Waldvegetation führt zu einer Veränderung des Bodenkohlenstoffvorrates und der qualitativen Zusammensetzung des Bodenkohlenstoffes. Dies ist vor allem bei der durch den Menschen induzierten Umwandlung von intensiv genutzten Landbedeckungstypen zu forstwirtschaftlich attraktiven Waldsystemen untersucht worden (Guo and Gifford, 2002; Vesterdal et al., 2002; Poeplau et al., 2011; Poeplau and Don, 2013; Bárcena et al., 2014a, 2014b; Guidi et al., 2014a). Die Studien zeigen, dass die vormalige Landbedeckung sowie der Waldtyp mitbestimmend über den Verlauf der Bodenkohlenstoffvorratsveränderung sind und die Zunahme der Waldvegetation eine Erhöhung des partikulären organischen Materials und eine Reduktion des Kohlenstoffs, welcher mit der mineralischen Bodenphase in Verbindung steht, verursacht. Die quantitativen und qualitativen Veränderungen der Bodenkohlenstoffeigenschaften infolge der Zunahme von Buschvegetation in Grenzräumen ist bis anhin jedoch noch nicht untersucht worden. Aus diesem Grund konzentriert sich die vorliegende Dissertation auf Grenzökotone in alpinen oder subarktischen Gebieten, in denen der Landbedeckungswandel durch das Einwachsen von Buschvegetation stattfindet (Tape et al., 2006; Gehrig-Fasel et al., 2007; Montané et al., 2007; Aradóttir, 2007; Cioldi et al., 2010; Myers-Smith et al., 2011; Caviezel and Kuhn, 2012; Huber and Frehner, 2013). Bei der Auswahl der Untersuchungsgebiete sind gezielt Prozesse für den Landbedeckungswandel ausgewählt worden, die nicht wie in den im Abschnitt zuvor zitierten Studien durch eine bewusste und aktive Landnutzungsänderung gesteuert werden. Dabei ist das Verhalten des Bodenkohlenstoffes (0-30 cm) infolge der Verbuschung in drei Fallstudien untersucht worden. Die Methoden, welche dazu verwendet worden sind, beinhalten die Bestimmung des Bodenkohlenstoffvorrates (Aalde et al., 2006a; Ellert et al., 2008; Rodeghiero et al., 2009) und Beschreibung der Bodenkohlenstoffqualität, welche in dieser Arbeit als Funktion der Kohlenstoffspeicherung betrachtet wird. Bei Vegetationsänderungen hin zu Busch- oder Waldvegetation eignen sich laut Jandl et al. (2014) physikalische Separierungstechniken, um die Qualität des Bodenkohlenstoffs zu beschreiben. Daher ist in der vorliegenden Arbeit der Feinboden inkl. dessen Kohlenstoff nach Grösse und Dichte separiert worden (Zimmermann et al., 2007b). Mit dieser Methode lässt sich der Kohlenstoff in die Fraktionen „POM“ (partikuläre, für Zersetzer leicht zugängliche organische Substanz), „HF“ (in der Sand- und Aggregatfraktion gespeicherter Kohlenstoff), „S+C“ (in der Schluff- und Tonfraktion gespeicherter Kohlenstoff) und „DOC“ (gelöster organischer Kohlenstoff) unterteilen. Damit kann eine eine Abschätzung zur Verweilzeit des Kohlenstoffs im Boden gemacht werden. Die räumliche und zeitliche Verbuschungsdynamik von subalpinen Alpweiden in den Alpen durch die sich schnell ausbreitende und produktive Grünerle (Alnus viridis (Chaix) DC.) ist in Kapitel 2 untersucht worden. Die Zunahme der Buschfläche zwischen 1959 und 2007 beträgt 87 ha (+ 63 %). Die Resultate, welche durch Verrechnung der Luftbildanalyse mit Reliefparametern erzielt worden sind, zeigen in deutlicher Weise auf, dass A. viridis im Unteralptal nicht nur an den laut der Literatur potentiellen Standorten (feuchte und nordexponierte Hänge oder Stellen mit hoher Geomorphodynamik z.B. Murgangrinnen) eingewachsen ist. Neben den 73 ha der 400 ha, welche die Fläche der definierten ökologischen Nische darstellen, wächst die Buschart ausserhalb auf 150 ha. Die zeitliche Analyse bringt hervor, dass die Angaben aus der Literatur für historische Ausbreitungszustände zutreffend sind, sich A. viridis jedoch innerhalb der vergangenen 50 Jahre auch auf weniger stark geneigten Hängen (< 60 %), auf strahlungsgünstigeren Südwest- und Südosthängen und auf geomorphodynamisch weniger aktiven Flächen (wie Schutthänge, Schuttkegel) ausgebreitet hat. Die Studie kommt zum Schluss, dass die ökologische Nische von Alnus viridis (Chaix) DC. grösser ist, als bisher angenommen und die Landaufgabe nebst dem Relief ein entscheidender Faktor bei der Ausbreitung von A. viridis ist. Diese Resultate über das Verhalten der Grünerle im Unteralptal sind daher vergleichbar mit anderen Studien aus dem alpinen Raum, welche das im Vergleich zu anderen Buscharten schnelle Ausbreitungsmuster festgestellt haben. Das Einwachsen der Grünerle und die geoökologischen Auswirkungen sind erst Forschungsgegenstand (Anthelme et al., 2003; Wiedmer and Senn-Irlet, 2006; Caviezel et al., 2010; Huber and Frehner, 2013; Caviezel et al., 2014; Hiltbrunner et al., 2014; Meusburger and Alewell, 2014; Bühlmann et al., 2016; Mueller et al., 2016) und die Datengrundlage für beispielsweise das Bodenkohlenstoffverhalten während der Verbuschung durch die Buschart ist kaum vorhanden (FOEN, 2015). Kapitel 3 widmet sich deshalb der Auswirkung der Verbuschung subalpiner Alpweiden durch A. viridis auf den Bodenkohlenstoff. Auf Basis der Verbuschungsdynamik ist eine Chronosequenz-Studie zur Untersuchung der Veränderung des Bodenkohlenstoffhaushaltes infolge der Verbuschung durch A. viridis durchgeführt worden. Hunziker et al. (2017) (Kapitel 3) zeigt auf, dass das Einwachsen von A.viridis den Bodenkohlenstoffvorrat quantitativ und qualitativ signifikant verändert. Während den ersten 40 Jahren der Verbuschung durch A. viridis nimmt der Gesamtkohlenstoffvorrat (0-30 cm) der Alpweiden von 100 t C ha-1 auf 81 t C ha-1 ab, weshalb der Boden in diesem Zeitraum als C Quelle (0.48 t C ha-1 a-1) agiert. Jedoch beträgt der Kohlenstoffvorrat (0-30 cm) nach 90 jährigem Grünerlenwachstum und der Bildung des Lebensraumtyps „Alnenion viridis” 174 t C ha-1, was einer signifikanten Erhöhung des Kohlenstoffreservoirs um 74 % im Vergleich zu jenem der Alpweide (v.a. Lebensraumtyp Poion alpinae) entspricht. Der Boden stellt somit zwischen 40 und 90 Jahren nach dem Landbedeckungswandel eine C-Senke dar (1.86 t C ha-1 a-1). Über den Zeitraum von 90 Jahren betrachtet, beträgt die jährliche Kohlenstoffzunahme 0.86 t C ha-1. Der Vergleich der relativen Anteile der C-Konzentrationen der einzelnen Fraktionen im Verhältnis zur Gesamtkohlenstoffkonzentration im Boden deutet durch den Anstieg der POM- und DOC-Anteile und den Abnahmen der HF- und S+C-Anteile auf einen Anstieg der SOC Vulnerabilität durch die Etablierung des Alnenion viridis auf subalpinen Alpweiden innerhalb von 90 Jahren hin. Im subarktischen Raum ist der „mountain birch belt“ als weiterer Grenzraum als Untersuchungsgebiet ausgewählt worden. In Island ist die Auswirkung der Aufforstung mit Betula pubescens Ehrh. auf das Kohlenstoffverhalten von stark degradierten Böden untersucht worden (Kapitel 4). Und in Südwestgrönland ist die Ausbreitung von Betula pubescens Ehrh. im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung als Auslöser herangezogen worden, um das Bodenkohlenstoffverhalten zu charakterisieren (Kapitel 5). Im Süden Islands weisen demnach stark degradierte Böden einen um 20 t C ha-1 tieferen Kohlenstoffvorrat auf als jene mit ungestörter und natürlich gewachsener Birkenbuschvegetation (59 t C ha-1), was ein Potential zur C-Speicherung von vegetationslosen Böden darstellt. Die Etablierung von B. pubescens Buschflächen infolge der Aufforstung zeigt eine kontinuierliche Zunahme des Bodenkohlenstoffvorrats (0-30 cm) von 31 t C ha-1 auf 46 t C ha-1 zwischen 15 und 50 jährigen Birkenbeständen auf und dient mit einer jährlichen Speicherrate von 0.43 t C ha-1 als C-Senke. Der angestrebte SOC Vorrat von 59 t C ha-1 ist nach 50 Jahren Birkenwachstum noch nicht erreicht. Die Etablierung von Birkenvegetation auf den stark degradierten Böden führt dazu, dass die C Konzentration in der POM-Fraktion am stärksten zunimmt und nach 50 Jahren sogar höher liegt als bei natürlichen, ungestörten Birkenbuschwäldern. Die C Konzentrationen in den mineralischen SOC Fraktionen (HF und S+C) nimmt während des Aufkommens von Birkenvegetation zu, was auf eine Stabilisierung des Bodenkohlenstoffes schliessen lässt. Der Vergleich des SOC zwischen den einzelnen Fraktionen zeigt auf, dass trotz absolutem Anstieg der Konzentrationen in der HF- und S+C-Fraktion eine Stagnation in der HF- resp. Abnahme in der S+C-Fraktion des relativen Anteils des SOC in den mineralischen Fraktionen im Verhältnis zum Anstieg des relativen SOC Anteils in der POM-Fraktion während der Entstehung von Birkenbuschwald stattfindet. Die Aufforstung auf degradierten Böden mit B. pubescens Ehrh. führt somit in den ersten 50 Jahren zu labileren Bodenkohlenstoffbedingungen. Die Resultate zeigen darüber hinaus, dass die Entwicklung der Standorte ab 50 Jahren Birkenwachstum wieder zu stabileren Bodenkohlenstoffbedingungen führen kann, weil der angestrebte Gleichgewichtszustand innerhalb von 50 Jahren noch nicht erreicht worden ist. Aufgrund der Bodenerosion in historischer Zeit stellt der angewendete Chronosequenz-Ansatz jedoch nicht das geeignetste Beprobungsschema dar, denn die Kohlenstoffvorräte der degradierten Böden, welche als Ausgangszustand betrachtet worden sind, weisen höhere Werte (39 t C ha-1) auf als die neu etablierten Birkenbestände. Mit Hilfe der physikalischen Fraktionierung ist ersichtlich geworden, dass bei stark degradierten Böden zwei Drittel des Kohlenstoffs in der S+C-Fraktion vorliegen, was bei der Inventarisierung des Bodenkohlenstoffes und der Abschnätzung des Speicherpotentials von degradierten Böden in Zukunft berücksichtigt werden muss. Aufgrund der Klimaerwärmung von 2.5 °C während den letzten 110 Jahren und einer weiteren Zunahme der Temperatur um 3.3 °C bis 2100 wird in Kombination längerer Vegetationsperiode eine Zunahme der Buschvegetation im Boreal-Tundra Grenzökoton in Südwestgrönland vorhergesagt (Normand et al., 2013). Die vorherrschende Art im Tundrawald dieser Gegend ist Betula pubescens Ehrh (Böcher, 1979). Die Studie (Kapitel 5) hat somit die Bodenkohlenstoffeigenschaften von Birkenbuschvegetation und buschloser Tundravegetation auf Einzugsgebietsebene verglichen und dabei abgeschätzt, welche Auswirkungen eine Zunahme der Buschvegetation infolge der Klimaerwärmung auf den Bodenkohlenstoff hat. Die Resultate zeigen, dass die Kohlenstoffvorräte (0-30 cm) von Birkenbuschvegetation und buschloser Vegetation zwischen 54 und 148 t C ha-1 variieren. Die Unterschiede sind mehr durch die untersuchten Vegetationsstandorte in der Landschaft zu erklären als durch den Vegetationstyp. Die landschaftstypischen Eigenschaften beeinflussen den Biomassevorrat in der Vegetation und das Angebot an Kohlenstoff für den SOC Vorrat. Der Bodenkohlenstoff wird vorwiegend in der POM- und S+C-Fraktionen gespeichert (absolut und relativ), wobei die POM-Fraktion bei Birkenstandorten und die S+C-Fraktion bei buschlosen Vegetationsstandorten dominierend sind. Wie die Studie hervorbringt, kann die POM-Fraktion aber auch bei buschloser Vegetation einen ähnlichen Anteil an Kohlenstoff wie die S+C-Fraktion speichern, weil die Standorteigenschaften eine Zersetzung der organischen Substanz hindern können. Eine Ausbreitung der Birkenvegetation aufgrund der Klimaerwärmung kann an Standorten, welche für das Wachstum günstig sind, zu einer Erhöhung des Bodenkohlenstoffvorrates führen, was aber mit einer Zunahme der Labilität des SOC verbunden ist. Unabhängig von den Prozessen, die zu einem Aufkommen der Buschvegetation in marginalen Grenzräumen führen, zeigen die Resultate der drei Fallstudien, dass der Landbedeckungswandel die Quantität und Qualität des Kohlenstoffs im mineralischen Boden verändert. Bestehende „carbon response functions“ für die Umwandlung in Waldsysteme können für den Landbedeckungswandel zu Buschvegetation in alpinen und subarktischen Räumen nicht angewendet werden, weil die Produktivität der Buscharten und vermutlich der Geoökofaktor Temperatur das Bodenkohlenstoffverhalten entscheidend beeinflussen. Alle drei Fallstudien haben eine Zunahme der Konzentration und des relativen Anteils des labilen Kohlenstoffs in der POM- und DOC-Fraktion gemessen. Weiter zeigen die relativen Veränderungen der Konzentrationen in den SOC Fraktionen eine Stagnation oder Abnahme des SOC in der HF-Fraktion. Die Arbeit hat nicht abschliessend beantworten können, ob mit den teils verzeichneten Zunahmen der C-Konzentration in der „Schluff- und Ton“-Fraktion eine Stabilisierung dieses Kohlenstoffs in dieser Fraktion einhergeht

Bequest of the Norseman - The Potential for Agricultural Intensification and Expansion in Southern Greenland under Climate Change

The increase of summer temperatures and a prolonged growing season increase the potential for agricultural land use for subarctic agriculture. Nevertheless, land use at borderline ecotones is influenced by more factors than temperature and the length of the growing season, for example soil quality, as the increasing lengths of dry periods during vegetation season can diminish land use potential. Hence, this study focuses on the quality of the soil resource as possible limiting factor for land use intensification in southern Greenland. Physical and chemical soil properties of cultivated grasslands, reference sites and semi-natural birch and grassland sites were examined to develop a soil quality index and to identify the suitability of soils for a sustainable intensification and expansion of the agriculture. The study revealed that soils in the study area are generally characterized by a low effective cation exchange capacity (CEC eff ) (3.7 ± 5.0 meq 100 g −1 ), low pH CaCl 2 (4.6 ± 0.4) and low clay and silt content (3.0 ± 1.0% and 38.2 ± 4.7%, respectively). Due to the high amount of coarse fraction (59.1 ± 5.8%) and the low amount of soil nutrients, an increasing threat of dry spells for soils and yield could be identified. Further, future land use intensification and expansion bears a high risk for concomitant effects, namely further soil acidification, nutrient leaching and soil degradation processes. However, results of the soil quality index also indicate that sites which were already used by the Norseman (980s–1450) show the best suitability for agricultural use. Thus, these areas offer a possibility to expand agricultural land use in southern Greenland

Evaluating the carbon sequestration potential of volcanic soils in southern Iceland after birch afforestation

Afforestation is a strategy to sequester atmospheric carbon in the terrestrial system and to enhance ecosystem services. Iceland's large areas of formerly vegetated and now degraded ecosystems therefore have a high potential to act as carbon sinks. Consequently, the ecological restoration of these landscape systems is part of climate mitigation programmes supported by the Icelandic government. The aim of this study was to explore the change in the soil organic carbon (SOC) pools and to estimate the SOC sequestration potential during the re-establishment of birch forest on severely degraded land. Differently aged afforested mountain birch sites (15, 20, 25 and 50 years) were compared to sites of severely degraded land, naturally growing remnants of mountain birch woodland and grasslands which were re-vegetated using fertilizer and grass seeds 50 years ago. The soil was sampled to estimate the SOC stocks and for physical fractionation to characterize the quality of the SOC. The results of our study show that the severely degraded soils can potentially sequester an additional 20 t C ha−1 (0–30 cm) to reach the SOC stock of naturally growing birch woodlands. After 50 years of birch growth, the SOC stock is significantly lower than that of a naturally growing birch woodland, suggesting that afforested stands could sequester additional SOC beyond 50 years of growth. The SOC fractionation revealed that at all the tested sites most of the carbon was stored in the <63 µm fraction. However, after 50 years of birch growth on severely degraded soils the particulate organic matter (POM) fraction was significantly enriched most (+12 t POM-C ha−1) in the top 30 cm. The study also found a doubling of the dissolved organic carbon (DOC) concentration after 50 years of birch growth. Therefore and due to the absence of any increase in the tested mineral-associated SOC fractions, we assume that the afforestation process evokes a carbon deposition in the labile SOC pools. Consequently, parts of this plant-derived, labile SOC may be partly released into the atmosphere during the process of stabilization with the mineral soil phases in the future. Our results are limited in their scope since the selected sites do not fully reflect the heterogeneity of landscape evolution and the range of soil degradation conditions. As an alternative, we suggest using repeated plot measurements instead of space-for-time substitution approaches for testing C changes in severely degraded volcanic soils. Our findings clearly show that detailed measurements on the SOC quality are needed to estimate the SOC sequestration potential of restoration activities on severely degraded volcanic soils, rather than only measuring SOC concentration and SOC stocks.This work contributes to the CarbBirch project funded by Orkuveita Reykjavikur and the work within the Nordic Centre of Advanced Research on Environmental Services (CAR-ES) and the Forest Soil C-sink Nordic Network (FSC-Sink). We want to thank our lab technician and friend Marianne Caroni, who sadly left us much too early, for her help and inspired discussions. We would also like to extend our gratitude to Ruth Strunk and Judith Kobler for their help in the laboratory during carbon and volcanic clay measurements. Nina Carle and Mathias Würsch helped during data gathering in the field and in the laboratory. Our sincerest thanks go to Gudmundur Halldorsson and the people of the Soil Conservation Service at Gunnersholt for their help and hospitality. Further, the authors gratefully acknowledge Vladimir Wingate for improving the grammar. The comments provided by Lorenzo Menichetti, Robert Qualls and Steven Sleutel are much appreciated.Peer Reviewe

Long-term benefit-risk balance of drug-eluting vs. bare-metal stents in daily practice: does stent diameter matter? Three-year follow-up of BASKET

Aims To assess the long-term benefit-risk ratio of drug-eluting (DES) vs. bare-metal stents (BMS) relative to stent size. Methods and results All 826 consecutive BASKET (BAsel Stent Kosten-Effektivitäts Trial) patients randomized 2:1 to DES vs. BMS were followed after 3 years. Data were analysed separately for patients with small stents (<3.0 mm vessel/<4.0 mm bypass grafts, n = 268) vs. only large stents (≥3.0 mm native vessels, n = 558). Clinical events were related to stent thrombosis. Three-year clinical target-vessel revascularization rates remained borderline reduced after DES [9.9 vs. 13.9% (BMS), P = 0.07], particularly in patients with small stents (10.7 vs. 19.8%, P = 0.03; large stents: 9.5 vs. 11.5%, P = 0.44). Cardiac death/myocardial infarction (MI) rates (12.7 vs. 10.0%, P = 0.30) were similar, however, death/MI beyond 6 months was higher after DES [9.1 vs. 3.8% (BMS), P = 0.009], mainly due to increased late death/MI in patients with large stents (9.7 vs. 3.1%, P = 0.006). The results paralleled findings for stent thrombosis. Conclusion The clinical benefit of DES was maintained at no overall increased risk of death or death/MI up to 3 years. However, death/MI rates were increased in DES vs. BMS patients beyond 6 months, particularly in patients with large stents, paralleling findings for stent thrombosis. Thus, stent size seems to influence the 3-year benefit-risk ratio after DES implantatio

Challenges and Rewards in Medicinal Chemistry Targeting Cardiovascular and Metabolic Diseases

Medicinal chemistry has been transformed by major technological and conceptual innovations over the last three decades: structural biology and bioinformatics, structure and property based molecular design, the concepts of multidimensional optimization (MDO), in silico and experimental high-throughput molecular property analysis. The novel technologies advanced gradually and in synergy with biology and Roche has been at the forefront. Applications in drug discovery programs towards new medicines in cardiovascular and metabolic diseases are highlighted to show impact and advancement: the early discovery of endothelin antagonists for endothelial dysfunction (Bosentan), 11-beta hydroxysteroid dehydrogenase (11?-HSD1) inhibitors for dysregulated cellular glucocorticoid tonus (type 2 diabetes and metabolic syndrome) and non-covalent hormone sensitive lipase (HSL) inhibitors to study the scope of direct inhibition of lipolysis in the conceptual frame of lipotoxicity and type 2 diabetes

Predicting neurological outcome in adult patients with cardiac arrest: systematic review and meta-analysis of prediction model performance

This work aims to assess the performance of two post-arrest (out-of-hospital cardiac arrest, OHCA, and cardiac arrest hospital prognosis, CAHP) and one pre-arrest (good outcome following attempted resuscitation, GO-FAR) prediction model for the prognostication of neurological outcome after cardiac arrest in a systematic review and meta-analysis. A systematic search was conducted in Embase, Medline, and Web of Science Core Collection from November 2006 to December 2021, and by forward citation tracking of key score publications. The search identified 1'021 records, of which 25 studies with a total of 124'168 patients were included in the review. A random-effects meta-analysis of C-statistics and overall calibration (total observed vs. expected [O:E] ratio) was conducted. Discriminatory performance was good for the OHCA (summary C-statistic: 0.83 [95% CI 0.81-0.85], 16 cohorts) and CAHP score (summary C-statistic: 0.84 [95% CI 0.82-0.87], 14 cohorts) and acceptable for the GO-FAR score (summary C-statistic: 0.78 [95% CI 0.72-0.84], five cohorts). Overall calibration was good for the OHCA (total O:E ratio: 0.78 [95% CI 0.67-0.92], nine cohorts) and the CAHP score (total O:E ratio: 0.78 [95% CI 0.72-0.84], nine cohorts) with an overestimation of poor outcome. Overall calibration of the GO-FAR score was poor with an underestimation of good outcome (total O:E ratio: 1.62 [95% CI 1.28-2.04], five cohorts). Two post-arrest scores showed good prognostic accuracy for predicting neurological outcome after cardiac arrest and may support early discussions about goals-of-care and therapeutic planning on the intensive care unit. A pre-arrest score showed acceptable prognostic accuracy and may support code status discussions

Canakinumab in patients with COVID-19 and type 2 diabetes - A multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled trial

BACKGROUND: Patients with type 2 diabetes and obesity have chronic activation of the innate immune system possibly contributing to the higher risk of hyperinflammatory response to SARS-CoV2 and severe COVID-19 observed in this population. We tested whether interleukin-1β (IL-1β) blockade using canakinumab improves clinical outcome. METHODS: CanCovDia was a multicenter, randomised, double-blind, placebo-controlled trial to assess the efficacy of canakinumab plus standard-of-care compared with placebo plus standard-of-care in patients with type 2 diabetes and a BMI > 25 kg/m$^{2}$ hospitalised with SARS-CoV2 infection in seven tertiary-hospitals in Switzerland. Patients were randomly assigned 1:1 to a single intravenous dose of canakinumab (body weight adapted dose of 450-750 mg) or placebo. Canakinumab and placebo were compared based on an unmatched win-ratio approach based on length of survival, ventilation, ICU stay and hospitalization at day 29. This study is registered with ClinicalTrials.gov, NCT04510493. FINDINGS: Between October 17, 2020, and May 12, 2021, 116 patients were randomly assigned with 58 in each group. One participant dropped out in each group for the primary analysis. At the time of randomization, 85 patients (74·6 %) were treated with dexamethasone. The win-ratio of canakinumab vs placebo was 1·08 (95 % CI 0·69-1·69; p = 0·72). During four weeks, in the canakinumab vs placebo group 4 (7·0%) vs 7 (12·3%) participants died, 11 (20·0 %) vs 16 (28·1%) patients were on ICU, 12 (23·5 %) vs 11 (21·6%) were hospitalised for more than 3 weeks, respectively. Median ventilation time at four weeks in the canakinumab vs placebo group was 10 [IQR 6.0, 16.5] and 16 days [IQR 14.0, 23.0], respectively. There was no statistically significant difference in HbA1c after four weeks despite a lower number of anti-diabetes drug administered in patients treated with canakinumab. Finally, high-sensitive CRP and IL-6 was lowered by canakinumab. Serious adverse events were reported in 13 patients (11·4%) in each group. INTERPRETATION: In patients with type 2 diabetes who were hospitalised with COVID-19, treatment with canakinumab in addition to standard-of-care did not result in a statistically significant improvement of the primary composite outcome. Patients treated with canakinumab required significantly less anti-diabetes drugs to achieve similar glycaemic control. Canakinumab was associated with a prolonged reduction of systemic inflammation. FUNDING: Swiss National Science Foundation grant #198415 and University of Basel. Novartis supplied study medication

Arthroscopy vs. MRI for a detailed assessment of cartilage disease in osteoarthritis: diagnostic value of MRI in clinical practice

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>In patients with osteoarthritis, a detailed assessment of degenerative cartilage disease is important to recommend adequate treatment. Using a representative sample of patients, this study investigated whether MRI is reliable for a detailed cartilage assessment in patients with osteoarthritis of the knee.</p> <p>Methods</p> <p>In a cross sectional-study as a part of a retrospective case-control study, 36 patients (mean age 53.1 years) with clinically relevant osteoarthritis received standardized MRI (sag. T1-TSE, cor. STIR-TSE, trans. fat-suppressed PD-TSE, sag. fat-suppressed PD-TSE, Siemens Magnetom Avanto syngo MR B 15) on a 1.5 Tesla unit. Within a maximum of three months later, arthroscopic grading of the articular surfaces was performed. MRI grading by two blinded observers was compared to arthroscopic findings. Diagnostic values as well as intra- and inter-observer values were assessed.</p> <p>Results</p> <p>Inter-observer agreement between readers 1 and 2 was good (kappa = 0.65) within all compartments. Intra-observer agreement comparing MRI grading to arthroscopic grading showed moderate to good values for readers 1 and 2 (kappa = 0.50 and 0.62, respectively), the poorest being within the patellofemoral joint (kappa = 0.32 and 0.52). Sensitivities were relatively low at all grades, particularly for grade 3 cartilage lesions. A tendency to underestimate cartilage disorders on MR images was not noticed.</p> <p>Conclusions</p> <p>According to our results, the use of MRI for precise grading of the cartilage in osteoarthritis is limited. Even if the practical benefit of MRI in pretreatment diagnostics is unequivocal, a diagnostic arthroscopy is of outstanding value when a grading of the cartilage is crucial for a definitive decision regarding therapeutic options in patients with osteoarthritis.</p

Geomorphologische Exkursion in Basel – Einblick in den natürlichen quartären und anthropogenen Formenschatz zwischen dem Basler Münster und der Birsmündung

Die Kurzexkursion führt vom Basler Münster über die St. Alban-Vorstadt bis zum Birsköpfli. Je nach Wahl der angegebenen Varianten dauert die Exkursion zu Fuss zwischen zwei und vier Stunden. Das Ziel der Exkursion ist es, den SchülerInnen die wichtigsten geomorphologischen Formen und die dafür verantwortlichen Prozesse im urbanen Gelände näher zu bringen. Nebst dem natürlichen Formenschatz, welcher im Raum Basel mehrheitlich durch die Fluvialdynamik im Quartär geprägt wurde, weist die Exkursion auch auf das geländeformbildende Einwirken des Menschen während den vergangenen 2’000 Jahren hin. Der Artikel enthält zudem zu den meisten der neun Haltepunkte Ideen für Teilnehmer-aktivierende Aufträge, mit welchen die Überblicksexkursion abwechslungsreich und dialogartig gestaltet werden kann