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Schwefelisotopenfraktionierung in abwasserbelasteten Sedimenten - biogeochemische Umsetzungen und deren Auswirkung auf den Schwermetallhaushalt
Aus undichten AbwasserkanÀlen versickerndes Abwasser unterliegt einer Reihe chemischer und biologischer Umsetzungen bzw. Wechselwirkungen wÀhrend der Passage durch den ungesÀttigten Untergrund. Diese Prozesse bestimmen das Schicksal im Abwasser enthaltener, potentiell gefÀhrlicher Substanzen.
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgefĂŒhrten Untersuchungen haben zum Ziel, mikrobielle und geochemische Umsetzungsprozesse unterhalb defekter AbwasserkanĂ€le zu charakterisieren und ihre Auswirkungen auf den Schwermetallhaushalt zu erfassen. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Schwefelisotopenzusammensetzung des versickernden Abwassers und der abwasserbelasteten Sedimente. VerĂ€nderungen in der Schwefelisotopenzusammensetzung sollen auf ihre Eignung als Indikator fĂŒr das Redoxmilieu in den abwasserbelasteten Sedimenten ĂŒberprĂŒft bzw. zu dessen Charakterisierung und damit auch zu derjenigen möglicher Umsetzungsprozesse herangezogen werden.
In Laborversuchen mit Bakterienkulturen konnte ein abwasserspezifischer Einfluss auf das AusmaĂ 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 ZusammenhĂ€nge auf, die von eher grundlegender Bedeutung sind, auch auĂerhalb des Bereichs abwasserbelasteter Sedimente. Es konnte gezeigt werden, dass die Zugabe des Hemmstoffs Molybdat in hohen Konzentrationen zur Verringerung des Fraktionierungsfaktors fĂŒhrt. Experimente, die bei verschiedenen Inkubationstemperaturen durchgefĂŒhrt wurden, verdeutlichten, dass der inverse Zusammenhang zwischen spezifischer Sulfatreduktionsrate und Fraktionierungsfaktor unter gestressten Wachstumsbedingungen nicht uneingeschrĂ€nkt gilt. Daneben konnte ein Einfluss des Zellwachstums auf die Entwicklung des Fraktionierungsfaktors festgestellt werden.
In SÀulenversuchen wurden die VerÀnderungen 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 AbhÀngigkeit von der Betriebsweise der SÀulen verschiedene Entwicklungswege und StabilitÀtszustÀnde in Bezug auf die biogeochemischen Umsetzungsprozesse und die RedoxverhÀltnisse.
Langzeitbeobachtungen der VerĂ€nderungen des Sulfatgehalts und des d34S-Werts im Ablaufwasser der SĂ€ulen ermöglichten es hiernach, die StabilitĂ€t der Redoxbedingungen im ungesĂ€ttigten Untergrund abzuschĂ€tzen. Die Untersuchung der SĂ€ulensande nach der Abwasserversickerung zeigte, dass die verschiedenen Betriebsweisen der SĂ€ulen zur Ausbildung charakteristischer Tiefenprofile des d34S-Werts des Gesamtschwefels bzw. des d34S-Werts einzelner Schwefelfraktionen fĂŒhrten, welche Lage bzw. Verteilung unterschiedlicher Redoxbereiche nachzeichneten.
BezĂŒglich der Auswirkungen auf den Schwermetallhaushalt konnte ein Einfluss des Abwassers bzw. der durch dieses bewirkten Prozesse ĂŒber das gesamte Tiefenprofil (1,20 m) beobachtet werden. Eine Anreicherung von Schwermetallen wurde v.a. in einer Kolmationsschicht am SĂ€ulenbeginn sowie im Bereich von ca. 40 cm unterhalb der Abwasseraufgabestelle festgestellt. Die durch die Abwasserversickerung bewirkte Absenkung des Redoxpotentials im Untergrund fĂŒhrte jedoch auch zu einer Mobilisierung im AusgangsfĂŒllmaterial vorhandener Schadstoffe, und zwar ĂŒber das gesamte Profil hinweg
Interreligiöse Freundschaften und bekenntnisorientierter Religionsunterricht: Eine religionsdidaktische Perspektive
Der Beitrag bilanziert auf Basis religionsdidaktischer SekundĂ€rliteratur (insbesondere zum interreligiösen Lernen) die Frage nach religiös heterogenen Freundschaften, um ausgehend von den Bedingungen eines bekenntnisorientierten Religionsunterrichts â der derzeit in zwölf BundeslĂ€ndern den Regelfall religiösen Lernens und Lehrens an der öffentlichen Schule bildet â einerseits Potenzial und Fördermöglichkeiten fĂŒr interreligiöse Freundschaften im Unterricht zu identifizieren (z.B. Prinzip der Personalisierung, interreligiöse Anforderungssituationen), andererseits aber auch Grenzen und Hemmnisse zu markieren und zu bedenken
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 simpliïżœed 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 buïżœer. These systems
are either cellular extracts or are reconstituted from puriïżœed 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
Korrelation kognitiv-mnestischer Funktionen mit der zerebralen Dopamintransporterdichte beim Morbus Parkinson
Einleitung
Im Vordergrund der klinischen Erscheinung des Morbus Parkinson steht die motorische BeeintrĂ€chtigung der Patienten durch die Kardinalsymptome Hypokinese, Tremor und Rigor. DarĂŒber hinaus treten im Krankheitsverlauf jedoch hĂ€ufig kognitiv-mnestische Defizite auf, welche bezĂŒglich der persönlichen LebensqualitĂ€t der Patienten eine zentrale Rolle einnehmen. Die Pathophysiologie dieser kognitiven EinschrĂ€nkungen ist zum heutigen Zeitpunkt noch nicht vollstĂ€ndig geklĂ€rt.
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 klÀren, inwieweit die striatale dopaminerge Degeneration Einfluss auf kognitive FÀhigkeiten, autonome Körperfunktionen, EinschrÀnkungen im Alltag sowie die Entwicklung von Depressionen bei an Morbus Parkinson erkrankten Patienten besitzt.
Methodik
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 54 Patienten (36 MĂ€nner, 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, prĂ€synaptischen Dopamin-Reuptake-Transporter (DAT) quantifiziert. Die kognitive Testung erfolgte durch Bearbeitung der CERAD-PLUS-Testbatterie (Consortium to Establish a Registry for Alzheimerâs Disease). EinschrĂ€nkungen autonomer Körperfunktionen wurden mithilfe des SCOPA-AUT (Scales for Outcomes in Parkinsonâs Disease) detektiert. Zum Erfassen von BeeintrĂ€chtigungen im Alltag der Patienten wurde der zweite Abschnitt der UPDRS (Unified Parkinsonâs Disease Rating Scale) verwendet. AuĂerdem beantworteten alle eingeschlossenen Patienten die Fragestellungen des BDI (Beck Depressions Inventar), um RĂŒckschlĂŒsse auf etwaig vorhandene depressive Verstimmungen ziehen zu können.
Ergebnisse
Nach DurchfĂŒhrung der Bonferroni-Korrektur fĂŒr multiple Korrelationen zeigten sich signifikante ZusammenhĂ€nge zwischen der DAT-Dichte im ipsilateralen Putamen und den Resultaten der Patienten in den CERAD-PLUS-Untertests âWortliste Lernen Totalâ und âFiguren Abrufenâ. Letztere korrelierten weiterhin signifikant mit der DAT-Dichte im kontralateralen Putamen. DarĂŒber hinaus lieĂen sich signifikante ZusammenhĂ€nge zwischen
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der [123I]FP-CIT-Anreicherung im ipsilateralen Putamen und diversen Aspekten des SCOPA- AUT (âVerstopfungâ, âStarkes Pressen beim Stuhlgang erforderlichâ, âErektionsstörungenâ, âSamenerguss nicht möglichâ) nachweisen. Auch die Analyse des Zusammenhangs zwischen alltĂ€glichem Leben und striatalem dopaminergen Defizit lieferte signifikante Korrelationen, insbesondere bei Betrachtung des âoffâ-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 prÀsynaptischen DAT-Dichte auf autonome und alltÀgliche 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 cannabinoidsâ 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 Parkinsonâs 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 FPâCIT SPECT to investigate the impact of nigrostriatal dopaminergic degeneration on cognitive function in PD patients.
Methods
Fiftyâfour PD patients underwent [123I]FPâCIT SPECT and CERAD (Consortium to Establish a Registry for Alzheimerâs Disease) testing. FPâCIT 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, nonâverbal memory and executive function. After correction for multiple testing, the performance of the subtests Figure Recall and TrailâMaking Test A correlated significantly with FPâCIT uptake into the ipsilateral executive subregion. The performance of the subtest Figure Saving correlated significantly with FPâCIT uptake into the contralateral executive subregion.
Conclusions
The significant correlation between cognitive function and density of nigrostriatal dopamine transporters, as assessed by FPâCIT SPECT, indicate that striatal dopaminergic pathwaysâprimarily the executive striatal subregionâare 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
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