Schwefelisotopenfraktionierung in abwasserbelasteten Sedimenten - biogeochemische Umsetzungen und deren Auswirkung auf den Schwermetallhaushalt

Aus undichten Abwasserkanälen versickerndes Abwasser unterliegt einer Reihe chemischer und biologischer Umsetzungen bzw. Wechselwirkungen während der Passage durch den ungesättigten Untergrund. Diese Prozesse bestimmen das Schicksal im Abwasser enthaltener, potentiell gefährlicher Substanzen. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen haben zum Ziel, mikrobielle und geochemische Umsetzungsprozesse unterhalb defekter Abwasserkanäle zu charakterisieren und ihre Auswirkungen auf den Schwermetallhaushalt zu erfassen. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Schwefelisotopenzusammensetzung des versickernden Abwassers und der abwasserbelasteten Sedimente. Veränderungen in der Schwefelisotopenzusammensetzung sollen auf ihre Eignung als Indikator für das Redoxmilieu in den abwasserbelasteten Sedimenten überprüft bzw. zu dessen Charakterisierung und damit auch zu derjenigen möglicher Umsetzungsprozesse herangezogen werden. In Laborversuchen mit Bakterienkulturen konnte ein abwasserspezifischer Einfluss auf das Ausmaß der Isotopenfraktionierung bei der bakteriellen Sulfatreduktion nicht nachgewiesen werden, so dass davon auszugehen war, dass sich die Fraktionierung in abwasserbelasteten Sedimenten nicht wesentlich von der in anderen anaeroben Milieus unterscheidet. Die Versuche zeigten jedoch Zusammenhänge auf, die von eher grundlegender Bedeutung sind, auch außerhalb des Bereichs abwasserbelasteter Sedimente. Es konnte gezeigt werden, dass die Zugabe des Hemmstoffs Molybdat in hohen Konzentrationen zur Verringerung des Fraktionierungsfaktors führt. Experimente, die bei verschiedenen Inkubationstemperaturen durchgeführt wurden, verdeutlichten, dass der inverse Zusammenhang zwischen spezifischer Sulfatreduktionsrate und Fraktionierungsfaktor unter gestressten Wachstumsbedingungen nicht uneingeschränkt gilt. Daneben konnte ein Einfluss des Zellwachstums auf die Entwicklung des Fraktionierungsfaktors festgestellt werden. In Säulenversuchen wurden die Veränderungen des Abwassers bei der Untergrundpassage sowie seine Auswirkungen auf den Untergrund und das Grundwasser verfolgt bzw. ermittelt. Durch variierende Betriebsweisen und die Verwendung unterschiedlicher Abwasserarten wurden verschiedene Leckagearten simuliert. Dabei zeigten sich jeweils in Abhängigkeit von der Betriebsweise der Säulen verschiedene Entwicklungswege und Stabilitätszustände in Bezug auf die biogeochemischen Umsetzungsprozesse und die Redoxverhältnisse. Langzeitbeobachtungen der Veränderungen des Sulfatgehalts und des d34S-Werts im Ablaufwasser der Säulen ermöglichten es hiernach, die Stabilität der Redoxbedingungen im ungesättigten Untergrund abzuschätzen. Die Untersuchung der Säulensande nach der Abwasserversickerung zeigte, dass die verschiedenen Betriebsweisen der Säulen zur Ausbildung charakteristischer Tiefenprofile des d34S-Werts des Gesamtschwefels bzw. des d34S-Werts einzelner Schwefelfraktionen führten, welche Lage bzw. Verteilung unterschiedlicher Redoxbereiche nachzeichneten. Bezüglich der Auswirkungen auf den Schwermetallhaushalt konnte ein Einfluss des Abwassers bzw. der durch dieses bewirkten Prozesse über das gesamte Tiefenprofil (1,20 m) beobachtet werden. Eine Anreicherung von Schwermetallen wurde v.a. in einer Kolmationsschicht am Säulenbeginn sowie im Bereich von ca. 40 cm unterhalb der Abwasseraufgabestelle festgestellt. Die durch die Abwasserversickerung bewirkte Absenkung des Redoxpotentials im Untergrund führte jedoch auch zu einer Mobilisierung im Ausgangsfüllmaterial vorhandener Schadstoffe, und zwar über das gesamte Profil hinweg

Experiment and quantitative modeling of cell-free gene expression dynamics

Genexpression that is the cellular synthesis of proteins is comprised of the sub-steps tran- scription (mRNA synthesis based on the DNA master), translation (protein synthesis based on the mRNA) and protein folding. Owing to the large number of interactions between individual components this process is very complex in vivo and therefore mathematical modeling is extremely laborious. By means of simpli�ed in vitro model systems individual aspects of cellular gene expression can be studied in detail. Cell-free gene expression denotes the biochemical synthesis of proteins in vitro. Cell-free systems are comprised of the predominant components of the cellular transcription and translation machinery like polymerases, ribosomes, amino acids and nucleotides dissolved in bu�er. These systems are either cellular extracts or are reconstituted from puri�ed components. In this thesis gene expression in a cell-free system was used to develop a quantitative model system of the gene expression kinetics in vitro. To this end techniques were developed that enable reproducible quantitative fuorescence measurements of mRNA and protein synthesized in a cell-free system

Interreligiöse Freundschaften und bekenntnisorientierter Religionsunterricht: Eine religionsdidaktische Perspektive

Der Beitrag bilanziert auf Basis religionsdidaktischer Sekundärliteratur (insbesondere zum interreligiösen Lernen) die Frage nach religiös heterogenen Freundschaften, um ausgehend von den Bedingungen eines bekenntnisorientierten Religionsunterrichts – der derzeit in zwölf Bundesländern den Regelfall religiösen Lernens und Lehrens an der öffentlichen Schule bildet – einerseits Potenzial und Fördermöglichkeiten für interreligiöse Freundschaften im Unterricht zu identifizieren (z.B. Prinzip der Personalisierung, interreligiöse Anforderungssituationen), andererseits aber auch Grenzen und Hemmnisse zu markieren und zu bedenken

Clinical and magnetic resonance imaging monitoring in progressive multifocal leukoencephalopathy treated with pembrolizumab: a case report

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Korrelation kognitiv-mnestischer Funktionen mit der zerebralen Dopamintransporterdichte beim Morbus Parkinson

Einleitung Im Vordergrund der klinischen Erscheinung des Morbus Parkinson steht die motorische Beeinträchtigung der Patienten durch die Kardinalsymptome Hypokinese, Tremor und Rigor. Darüber hinaus treten im Krankheitsverlauf jedoch häufig kognitiv-mnestische Defizite auf, welche bezüglich der persönlichen Lebensqualität der Patienten eine zentrale Rolle einnehmen. Die Pathophysiologie dieser kognitiven Einschränkungen ist zum heutigen Zeitpunkt noch nicht vollständig geklärt. Die vorliegende Arbeit soll mithilfe von zerebraler [123I]FP-CIT-SPECT ([123Iod-Ioflupan]- Fluorpropyl-Carbomethoxy-Iodophenyl-Tropan-Single-Photon-Emissions-Computertomogra- phie) und neuropsychologischen Testungen klären, inwieweit die striatale dopaminerge Degeneration Einfluss auf kognitive Fähigkeiten, autonome Körperfunktionen, Einschränkungen im Alltag sowie die Entwicklung von Depressionen bei an Morbus Parkinson erkrankten Patienten besitzt. Methodik Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 54 Patienten (36 Männer, 18 Frauen, Alter 44 - 85 Jahre, Mittelwert ± Standardabweichung: 68,4 ± 9,7 Jahre) mit Morbus Parkinson untersucht. Es wurden Patienten aus allen Stadien der Erkrankung eingeschlossen (Stadieneinteilung nach Hoehn und Yahr). Mittels [123I]FP-CIT-SPECT wurde die Dichte der striatalen, präsynaptischen Dopamin-Reuptake-Transporter (DAT) quantifiziert. Die kognitive Testung erfolgte durch Bearbeitung der CERAD-PLUS-Testbatterie (Consortium to Establish a Registry for Alzheimer’s Disease). Einschränkungen autonomer Körperfunktionen wurden mithilfe des SCOPA-AUT (Scales for Outcomes in Parkinson’s Disease) detektiert. Zum Erfassen von Beeinträchtigungen im Alltag der Patienten wurde der zweite Abschnitt der UPDRS (Unified Parkinson’s Disease Rating Scale) verwendet. Außerdem beantworteten alle eingeschlossenen Patienten die Fragestellungen des BDI (Beck Depressions Inventar), um Rückschlüsse auf etwaig vorhandene depressive Verstimmungen ziehen zu können. Ergebnisse Nach Durchführung der Bonferroni-Korrektur für multiple Korrelationen zeigten sich signifikante Zusammenhänge zwischen der DAT-Dichte im ipsilateralen Putamen und den Resultaten der Patienten in den CERAD-PLUS-Untertests ‚Wortliste Lernen Total‘ und ‚Figuren Abrufen‘. Letztere korrelierten weiterhin signifikant mit der DAT-Dichte im kontralateralen Putamen. Darüber hinaus ließen sich signifikante Zusammenhänge zwischen 4 der [123I]FP-CIT-Anreicherung im ipsilateralen Putamen und diversen Aspekten des SCOPA- AUT (‚Verstopfung‘, ‚Starkes Pressen beim Stuhlgang erforderlich‘, ‚Erektionsstörungen‘, ‚Samenerguss nicht möglich‘) nachweisen. Auch die Analyse des Zusammenhangs zwischen alltäglichem Leben und striatalem dopaminergen Defizit lieferte signifikante Korrelationen, insbesondere bei Betrachtung des „off“-Zustandes der jeweiligen Patienten in der UPDRS. Schlussfolgerung In der vorliegenden Dissertation konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen kognitiv- mnestischen Defiziten und der nigrostriatalen Dopamintransporterdichte bei Patienten mit Morbus Parkinson nachgewiesen werden. Des Weiteren zeigte sich ein bedeutender Einfluss der präsynaptischen DAT-Dichte auf autonome und alltägliche Funktionen der Betroffenen.The aim of this study was to investigate the role of human carboxylesterases (hCES) in the metabolism of selected new psychoactive substances from the class of synthetic cannabinoids. An initial activity screening was conducted incubating synthetic cannabinoids with different structural characteristics with each out of the three most significant hCES isoforms for human drug metabolism, by name hCES1b, hCES1c, and hCES2, to assess their contribution to the synthetic cannabinoids’ metabolism. Furthermore, incubations without enzymes were performed as negative controls to elucidate non-enzymatical ester hydrolysis. Kinetic studies were performed for those isoforms, which were shown to significantly contribute to the metabolic transformation. All samples were analyzed using a liquid chromatographylinear ion trap mass spectrometry system. Results showed that hCES only hydrolyzed the ester bond of synthetic cannabinoids with an amide linker and a terminal ester bond to a significant amount. Furthermore, only SC with a valine-derived structural element, such as MMB-4en-PICA, MMB-FUBINACA, and MMBCHMICA, and additionally 5F-MPhP-PICA were sufficiently hydrolyzed in order to perform kinetic studies. SC which contained a tert-leucine-derived structural element and SC with a terminal amide instead of a terminal ester bond showed only very low hydrolysis rates or no metabolite formation at all. In conclusion, kinetic studies could not be performed for SC of these classes. In summary, the current study showed that hCES, especially isoforms hCES1b and hCES1c, may play a significant role in the in vivo metabolism of SC with a terminal ester bond and a valine-derived structural element. Additionally, the results of conducted kinetic studies implicate that the molecular weight of the substrate has an impact on its affinity to the respective isoform of hCES1. hCES1c shows higher affinity for larger SC and hCES1b to smaller SC. For instance, in kinetic studies with hCES1b MMB-CHMICA (370 g/mol) showed a higher hydrolysis rate than the heavier substrate 5F-MPhP-PICA (411 g/mol), but further studies are needed to confirm this finding. Finally, hCES-catalyzed hydrolysis of the amide linker may to play a minor role in the in vivo metabolism of SC

Striatal dopamine transporters and cognitive function in Parkinson's disease

Background Idiopathic Parkinson’s disease (PD) is characterized by clinical motor symptoms including hypokinesia, rigidity and tremor. In addition to the movement disorder, cognitive deficits are commonly described. In the present study, we applied FP‐CIT SPECT to investigate the impact of nigrostriatal dopaminergic degeneration on cognitive function in PD patients. Methods Fifty‐four PD patients underwent [123I]FP‐CIT SPECT and CERAD (Consortium to Establish a Registry for Alzheimer’s Disease) testing. FP‐CIT SPECT visualized the density of presynaptic dopamine transporters in both striata, each subdivided into a limbic, executive and sensorimotor subregion according to the atlas of Tziortzi et al (Cereb Cortex 24, 2014, 1165). CERAD testing quantified cognitive function. Results In the CERAD testing, PD patients exhibited deficits in the domains of semantic memory, attention, visuospatial function, non‐verbal memory and executive function. After correction for multiple testing, the performance of the subtests Figure Recall and Trail‐Making Test A correlated significantly with FP‐CIT uptake into the ipsilateral executive subregion. The performance of the subtest Figure Saving correlated significantly with FP‐CIT uptake into the contralateral executive subregion. Conclusions The significant correlation between cognitive function and density of nigrostriatal dopamine transporters, as assessed by FP‐CIT SPECT, indicate that striatal dopaminergic pathways—primarily the executive striatal subregion—are relevant to cognitive processing in PD

Reproductive outcome after hysteroscopic septoplasty in patients with septate uterus - a retrospective cohort study and systematic review of the literature

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Septate uterus, one of the most common forms of congenital uterine malformations, negatively affects female reproductive health.</p> <p>Methods</p> <p>In a retrospective cohort study, we evaluated the reproductive outcome after hysteroscopic septoplasty in 64 women with septate uterus and primary or secondary infertility. We performed a systematic review of studies evaluating the reproductive outcome after hysteroscopic septoplasty.</p> <p>Results</p> <p>Sixty-four women underwent hysteroscopic septoplasty. In 2/64 (3%) women, intraoperative uterine perforation occurred. Complete follow-up was available for 49/64 (76%) patients. Mean follow-up time was 68.6 +/- 5.2 months. The overall pregnancy rate after hysteroscopic septoplasty was 69% (34/49). The overall life birth rate (LBR) was 49% (24/49). The mean time interval between surgery and the first life birth was 35.8 +/- 22.5 months. Including our own data, we identified 18 studies investigating the effect of septoplasty on reproductive outcome in 1501 women. A pooled analysis demonstrated that hysteroscopic septoplasty resulted in an overall pregnancy rate of 60% (892/1501) and a LBR of 45% (686/1501). The overall rate of intra- and postoperative complications was 1.7% (23/1324) and the overall rate of re-hysteroscopy was 6% (79/1324).</p> <p>Conclusions</p> <p>In women with septate uterus and a history of infertility, hysteroscopic septoplasty is a safe and effective procedure resulting in a pregnancy rate of 60% and a LBR of 45%.</p