Psychobiologische Beanspruchungsreaktion und chronische Schmerzen bei Auszubildenden : Analyse multidimensionaler Zusammenhänge im Feld

Menschen mit chronischen Schmerzen weisen eine veränderte psychobiologische Beanspruchungsreaktion auf. In den meisten Studien findet lediglich die Aktivität der Hypophysen-Hypothalamus-Nebennierenrinden-Achse (HHNA) Beachtung, die über eine Cortisolmessung operationalisiert wird. Die vorliegende Arbeit geht zur Untersuchung der Zusammenhänge zwischen chronischen Schmerzen und der psychobiologischen Beanspruchungsreaktion über die bisher verfolgte Forschungsstrategie hinaus. Sie erfasst die psychobiologische Beanspruchungsreaktion auf differenzierte und multidimensionale Weise. Es wird geprüft, auf welchen Ebenen der psychobiologischen Beanspruchung Veränderungen bei Menschen mit chronischen Schmerzen festgestellt werden können. Da häufig eine generelle Diskrepanz zwischen den verschiedenen Beanspruchungsdimensionen – speziell zwischen den Ebenen der psychobiologischen Beanspruchungsreaktion – berichtet wird, stellt die Analyse dieser Zusammenhänge einen weiteren Schwerpunkt der Studie dar. Untersucht wurde eine Stichprobe von 47 Bäcker- und Konditorlehrlingen des ersten und zweiten Lehrjahres in einer Feldstudie mit einem quasiexperimentellen Querschnittdesign. Integriert war neben der psychologischen Testbatterie und der medizinischen Untersuchung eine dreitägige tagebuchbasierte Verlaufsmessung der psychobiologischen Beanspruchungsreaktion, einschließlich einer Speichelcortisolmessung. Probanden mit chronischen Schmerzen unterscheiden sich in ihrer psychobiologischen Beanspruchungsreaktion von ihren Kollegen ohne chronische Schmerzen auf mehreren Ebenen. Es ist ein tendenziell höherer Cortisoltagesspiegel festzustellen (Indikator der physiologisch-endokrinologischen Ebene der Beanspruchungsreaktion; p <.10). Dieser ist begleitet von einer stärker ausgeprägten Erschöpfung im Tagesverlauf (physiologisch-autonome Ebene; p < .05) und sowohl einer schlechteren Stimmung (p < .05), als auch einer größeren Müdigkeit (p <.05) im Verlauf des Tages (beides Indikatoren der subjektiv-verbalen Ebene). Unabhängig vom Auftreten chronischer Schmerzen lassen sich Zusammenhänge zwischen den erfassten Ebenen der psychobiologischen Beanspruchungsreaktion feststellen, z. B. ist positive Stimmung negativ mit dem Cortisolspiegel korreliert (p < .05). Ein weiteres interessantes Ergebnis ist, dass die chronische psychische Beanspruchung (erhoben als Querschnittsmaß) mit der subjektiv-verbalen Ebene der Beanspruchungsreaktion zusammen hängt (erfasst im Tagesverlauf). Probanden, die sich chronisch psychisch beansprucht fühlen, sind schlechterer Stimmung (p < .01), fühlen sich weniger ruhig (p < .01) und weniger wach (p = .01). Diese Ergebnisse sprechen für eine erfolgreiche multidimensionale Erfassung der psychobiologischen Beanspruchungsreaktion. In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass sich Menschen mit chronischen Schmerzen über rein endokrinologische Veränderungen hinaus in ihrer psychobiologischen Beanspruchungsreaktion von Menschen ohne chronische Schmerzen unterscheiden. Die detaillierte Beschreibung der weiteren Unterschiede der Beanspruchungsreaktion legt Ausgangspunkte, von denen aus sowohl einer Chronifizierung der Beanspruchungsreaktion entgegengewirkt, als auch weiterer somatopsychischer Komorbidität vorgebeugt werden könnte

From lab to field : yield stability and shade avoidance genes are massively differentially expressed in the field

To unravel molecular mechanisms with the ultimate goal to achieve improved stress resilience or increased yield, plants are often studied under highly controlled conditions in which stresses are applied and in which growth‐ or architecture‐related traits are meticulously recorded. Over the past decades, this has led to a boost in our understanding of key molecular players and in strategies to improve yield stability. However, many single‐gene traits fail to translate into applications (Nuccio et al., 2018)

Proteomic analysis of hepatic effects of phenobarbital in mice with humanized liver

Activation of the constitutive androstane receptor (CAR) may induce adaptive but also adverse effects in rodent liver, including the induction of drug-metabolizing enzymes, transient hepatocellular proliferation, and promotion of liver tumor growth. Human relevance of CAR-related adverse hepatic effects is controversially debated. Here, we used the chimeric FRG-KO mouse model with livers largely repopulated by human hepatocytes, in order to study human hepatocytes and their response to treatment with the model CAR activator phenobarbital (PB) in vivo. Mice received an intraperitoneal injection with 50 mg/kg body weight PB or saline, and were sacrificed after 72–144 h. Non-repopulated FRG-KO mice were used as additional control. Comprehensive proteomics datasets were generated by merging data obtained by targeted as well as non-targeted proteomics approaches. For the first time, a novel proteomics workflow was established to comparatively analyze the effects of PB on human and murine proteins within one sample. Analysis of merged proteome data sets and bioinformatics data mining revealed comparable responses in murine and human hepatocytes with respect to nuclear receptor activation and induction of xenobiotic metabolism. By contrast, activation of MYC, a key regulator of proliferation, was predicted only for mouse but not human hepatocytes. Analyses of 5-bromo-2′-deoxyuridine incorporation confirmed this finding. In summary, this study for the first time presents a comprehensive proteomic analysis of CAR-dependent effects in human and mouse hepatocytes from humanized FRG-KO mice. The data support the hypothesis that PB does induce adaptive metabolic responses, but not hepatocellular proliferation in human hepatocytes in vivo.publishedVersio

Using single‐plant‐omics in the field to link maize genes to functions and phenotypes

Most of our current knowledge on plant molecular biology is based on experiments in controlled laboratory environments. However, translating this knowledge from the laboratory to the field is often not straightforward, in part because field growth conditions are very different from laboratory conditions. Here, we test a new experimental design to unravel the molecular wiring of plants and study gene-phenotype relationships directly in the field. We molecularly profiled a set of individual maize plants of the same inbred background grown in the same field and used the resulting data to predict the phenotypes of individual plants and the function of maize genes. We show that the field transcriptomes of individual plants contain as much information on maize gene function as traditional laboratory-generated transcriptomes of pooled plant samples subject to controlled perturbations. Moreover, we show that field-generated transcriptome and metabolome data can be used to quantitatively predict individual plant phenotypes. Our results show that profiling individual plants in the field is a promising experimental design that could help narrow the lab-field gap

Subjektive Beanspruchung und Speichelcortisol bei arbeitsbedingter und induzierter psychischer Belastung : eine Pilot- und Implementationsstudie im Hotel- und Gaststättengewerbe

Die Studie befasst sich mit der Untersuchung von Speichelcortisol-Profilen als Beanspruchungsmaß unter Feldbedingungen. Die Stichprobe bestand aus Servicekräften der Hotellerie, die berufsbedingt unter vorwiegend psychischer Belastung stehen. Es wurde ein Mehrebenenansatz verfolgt, d.h. neben physiologischen auch subjektive psychologische Maße erhoben. Die Ergebnisse zeigen, dass systematische, stabile Cortisol-Tagesprofile auch im Feld gewonnen werden können. Der Cortisolanstieg am Morgen erwies sich als stabil über einen 7tägigen Meszeitraum und als zumindest tendenziell bedeutsam im Zusammenhang mit körperlicher Erschöpfung, Ängstlichkeit und psychosozialer Arbeitsbelastung. Wesentlich für erkennbare Cortisol-Aufwachreaktionen ist die Probanden-Compliance, sowohl bezüglich der Zeiteinhaltung bei den Morgenmessungen, als auch bei der Durchführung der Aufwachprobe. Letztere kann durch elektronisches Monitoring nicht überprüft werden. Schichtarbeit erhöht zusätzlich die intraindividuelle Varianz im Wochenverlauf und sollte deshalb kontrolliert werden

Proximal hyperspectral imaging detects diurnal and drought-induced changes in maize physiology

Hyperspectral imaging is a promising tool for non-destructive phenotyping of plant physiological traits, which has been transferred from remote to proximal sensing applications, and from manual laboratory setups to automated plant phenotyping platforms. Due to the higher resolution in proximal sensing, illumination variation and plant geometry result in increased non-biological variation in plant spectra that may mask subtle biological differences. Here, a better understanding of spectral measurements for proximal sensing and their application to study drought, developmental and diurnal responses was acquired in a drought case study of maize grown in a greenhouse phenotyping platform with a hyperspectral imaging setup. The use of brightness classification to reduce the illumination-induced non-biological variation is demonstrated, and allowed the detection of diurnal, developmental and early drought-induced changes in maize reflectance and physiology. Diurnal changes in transpiration rate and vapor pressure deficit were significantly correlated with red and red-edge reflectance. Drought-induced changes in effective quantum yield and water potential were accurately predicted using partial least squares regression and the newly developed Water Potential Index 2, respectively. The prediction accuracy of hyperspectral indices and partial least squares regression were similar, as long as a strong relationship between the physiological trait and reflectance was present. This demonstrates that current hyperspectral processing approaches can be used in automated plant phenotyping platforms to monitor physiological traits with a high temporal resolution