Effects of combustion-derived ultrafine particles and manufactured nanoparticles on heart cells in vitro

Evidence from epidemiological studies indicates that acute exposure to airborne pollutants is associated with an increased risk of morbidity and mortality attributed to cardiovascular diseases. The present study investigated the effects of combustion-derived ultrafine particles (diesel exhaust particles) as well as engineered nanoparticles (titanium dioxide and single-walled carbon nanotubes) on impulse conduction characteristics, myofibrillar structure and the formation of reactive oxygen species in patterned growth strands of neonatal rat ventricular cardiomyocytes in vitro. Diesel exhaust particles as well as titanium dioxide nanoparticles showed the most pronounced effects. We observed a dose-dependent change in heart cell function, an increase in reactive oxygen species and, for titanium dioxide, we also found a less organized myofibrillar structure. The mildest effects were observed for single-walled carbon nanotubes, for which no clear dose-dependent alterations of theta and dV/dt(max) could be determined. In addition, there was no increase in oxidative stress and no change in the myofibrillar structure. These results suggest that diesel exhaust as well as titanium dioxide particles and to a lesser extent also single-walled carbon nanotubes can directly induce cardiac cell damage and can affect the function of the cells.

1509 - Johannes Calvin - 2009. Sein Wirken in Kirche und Gesellschaft. Essays zum 500. Geburtstag

Welche bleibenden Impulse haben Johannes Calvin und der Calvinismus Kirche und Gesellschaft bis heute gegeben? Mit dieser Frage beschäftigen sich anlässlich des 500. Geburtstags des Genfer Reformators die Autorinnen und die Autoren der vorliegenden Beiträge anhand ausgewählter theologischer und wirkungsgeschichtlicher Themen. Gleichzeitig bieten sie eine grundlegende und allgemein verständliche Einführung in Calvins Leben und Theologie, in seine kontinuierliche Relevanz für kirchliche, gesellschaftliche und politische Fragen sowie in die Geschichte der Reformation in der Schweiz und weltweit. Sie blenden dabei auch die kritischen Anfragen an Calvin nicht aus. Der im Auftrag des Schweizerischen Evangelischen Kirchenbunds herausgegebene Sammelband ist eine wissenschaftlich fundierte, leserfreundliche Einführung, die Fragestellungen anregt, Perspektiven eröffnet und Austausch ermöglicht. Mit Beiträgen von Philip Benedict, James D. Bratt, Emidio Campi, Eva-Maria Faber, Eric Fuchs, Wulfert de Greef, Christopher L. Elwood, Ulrich H. J. Körtner, Christian Link, Christian Moser, Andrew Pettegree, Christoph Strohm, Mario Turchetti

Reducing Myofibroblast Arrhythmogeneicity by Pharmacological Targeting of Their Cytoskeleton

Introduction: Slow conduction and ectopic activity are key elements of cardiac arrhythmogenesis. Both anomalies can be caused by myofibroblasts (MFBs) following establishment of heterocellular gap junctional coupling with cardiomyocytes. Because MFBs are characterized by the expression of {alpha}-smooth muscle actin ({alpha}-SMA) containing stress fibers, we investigated whether pharmacological interference with stress fiber formation might affect myofibroblast arrhythmogenicity. Methods: Experiments were done with patterned growth strands of neonatal rat ventricular cardiomyocytes coated with cardiac MFBs. Impulse propagation characteristics were measured optically using voltage sensitive dyes. Electrophysiological characteristics of single MFBs were assessed using patch clamp techniques. Actin polymerization was inhibited by latrunculin B (LtB). Data are given as mean±S.D. (n=5 to 22). Results: As assessed by immunocytochemistry, exposure of MFBs to LtB (0.3–10 µmol/L) profoundly disrupted stress fiber formation. This led, within minutes, to a dramatic change in cell morphology with MFBs assuming an astrocyte-like shape. In pure cardiomyocyte preparations, LtB had negligible effects on impulse conduction velocity ({theta}) and maximal action potential upstroke velocities (dV/dtmax). In contrast, LtB applied to MFB coated cardiomyocyte strands substantially increased {theta} from 247±32 to 371±26 mm/s and dV/dtmax from 40±7 to 81±1 %APA/ms, i.e., to values similar to those of pure cardiomyocyte strands (342±13 mm/s; 82±1 %APA/ms). Moreover, LtB at 1 µmol/L completely abolished MFB induced ectopic activity. LtB induced normalization of electrophysiologic parameters can be explained by the finding that LtB hyperpolarized MFBs from –25 mV to –50 mV, thus limiting their depolarizing effect on cardiomyocytes which was shown before to cause slow conduction and ectopic activity. Conclusions: Pharmacological interference with the cytoskeleton of cardiac MFBs alters their electrophysiological phenotype to such an extent that detrimental effects on cardiomyocyte electrophysiology are completely abolished. This observation might form a basis for the development of therapeutic strategies aimed at limiting the arrhythmogenic potential of MFBs.

Modification of Actin Fibers Changes the Electrical Phenotype of Cardiac Myofibroblasts

Background: Slow conduction and ectopic activity are major determinants of cardiac arrhythmogenesis. Both of these conditions can be elicited by myofibroblasts (MFBs) following establishment of heterocellular gap junctional coupling with cardiomyocytes. MFBs appear during structural remodeling of the heart and are characterized by the expression of α-smooth muscle actin (α-SMA) containing stress fibers. In this study, we investigated whether pharmacological interference with the actin cytoskeleton affects myofibroblast arrhythmogeneicity. Methods: Experiments were performed with patterned growth strands of neonatal rat ventricular cardiomyocytes coated with cardiac MFBs. Impulse conduction velocity (θ) and maximal upstroke velocities of propagated action potentials (dV/dtmax), expressed as % action potential amplitude change (%APA) per ms, were measured optically using voltage sensitive dyes. Actin was destabilized by latrunculin B (LtB) and cytochalasin D and stabilized with jasplakinolide. Data are given as mean ± S.D. (n = 5-22). Single cell electrophysiology was assessed using standard patch-clamp techniques. Results: As revealed by immunocytochemistry, exposure of MFBs to LtB (0.01-10 μmol/L) profoundly disrupted stress fibers which led to drastic changes in cell morphology with MFBs assuming an astrocyte-like shape. In control cardiomyocyte strands (no MFB coat), LtB had negligible effects on θ and dV/dtmax. In contrast, LtB applied to MFB-coated strands increased θ dose-dependently from 197 ± 35 mm/s to 344 ± 26 mm/s and dV/dtmax from 38 ± 5 to 78 ± 3% APA/ms, i.e., to values virtually identical to those of cardiomyocyte control strands (339 ± 24 mm/s; 77 ± 3% APA/ms). Highly similar results were obtained when exposing the preparations to cytochalasin D. In contrast, stabilization of actin with increasing concentrations of jasplakinolide exerted no significant effects on impulse conduction characteristics in MFB-coated strands. Whole-cell patch-clamp experiments showed that LtB hyperpolarized MFBs from -25 mV to -50 mV, thus limiting their depolarizing effect on cardiomyocytes which was shown before to cause arrhythmogenic slow conduction and ectopic activity. Conclusion: Pharmacological interference with the actin cytoskeleton of cardiac MFBs affects their electrophysiological phenotype to such an extent that they loose their detrimental effects on cardiomyocyte electrophysiology. This result might form a basis for the development of therapeutic strategies aimed at limiting the arrhythmogenic potential of MFBs.

Effekte einer individualisierten Sportberatung im Betrieb

Background Workplace Health Promotion (WHP) is becoming increasingly important. Individualized exercise counselling provides a person-oriented measure of WHP which sets out to increase the level of sport activity. The aim of the present study was to check the efficacy of individualized exercise counselling in workplace. Method 86 employees received counselling in 60–90-min sessions. Their level of sport activity was ascertained both during the intervention and 6 weeks later. At T2, the perceived impulse to change their personal behaviour was also determined. The data were analysed by calculating Spearman’s rank correlation and conducting t-tests. Results Overall, the level of sport activity increased from 173 to 228 min/week (ES = 0.34). Particularly those people who had been inactive (ES = 0.76), < 90 min/week (ES = 0.63) or 90–180 min/week active (ES = 0.53) at T1, report a higher level of sport activities at T2. Discussion The findings speak in favour of integrating individualized exercise counselling into WHP, whereby the person-oriented measure should be supplemented by environmental strategies.

Behandlung bradykarder Rhythmusstörungen – wer benötigt einen Herzschrittmacher?

Bradyarrhythmias are caused by a disturbed impulse formation in the sinus node and/or a disturbed impulse conduction and can be subclassified clinically as sinus node dysfunction, atrioventricular (AV) block, or functional bradycardia. Persistent bradycardia can be diagnosed by standard ECG. For diagnosis of intermittent bradycardia, often long-term ECG monitoring and/or additional testing is necessary. Symptomatic bradycardias are the standard indication for cardiac pacing after exclusion of reversible causes. Since sinus node dysfunction is associated with a good prognosis, pacing in this condition is only indicated in the presence of bradycardia-related symptoms. For prognostic reasons, pacemaker implantation is indicated in third degree AV block and second degree AV block Mobitz Type II, even if asymptomatic. Cardiac pacing for recurrent unpredictable neurocardiogenic syncope due to a cardioinhibitory reflex should be considered in certain circumstances. The implantation of cardiac pacemakers has been performed for more than half of a century. Due to the enormous technological progress, pacemaker implantations can nowadays be performed under local anesthesia in an outpatient setting. However, complications of pacemaker therapy are still not uncommon.

Proteasome inhibitor (MG132) rescues Nav1.5 protein content and the cardiac sodium current in dystrophin-deficient mdx (5cv) mice

The cardiac voltage-gated sodium channel, Nav1.5, plays a central role in cardiac excitability and impulse propagation and associates with the dystrophin multiprotein complex at the lateral membrane of cardiomyocytes. It was previously shown that Nav1.5 protein content and the sodium current (l Na) were both decreased in cardiomyocytes of dystrophin-deficient mdx (5cv) mice. In this study, wild-type and mdx (5cv) mice were treated for 7 days with the proteasome inhibitor MG132 (10 μg/Kg/24 h) using implanted osmotic mini pumps. MG132 rescued both the total amount of Nav1.5 protein and l Na but, unlike in previous studies, de novo expression of dystrophin was not observed in skeletal or cardiac muscle. This study suggests that the reduced expression of Nav1.5 in dystrophin-deficient cells is dependent on proteasomal degradation.

Does Radar Technology Support the Diagnosis of Pneumothorax? PneumoScan-A Diagnostic Point-of-Care Tool

Background. A nonrecognized pneumothorax (PTX) may become a life-threatening tension PTX. A reliable point-of-care diagnostic tool could help in reduce this risk. For this purpose, we investigated the feasibility of the use of the PneumoScan, an innovative device based on micropower impulse radar (MIR). Patients and Methods. addition to a standard diagnostic protocol including clinical examination, chest X-ray (CXR), and computed tomography (CT), 24 consecutive patients with chest trauma underwent PneumoScan testing in the shock trauma room to exclude a PTX. Results. The application of the PneumoScan was simple, quick, and reliable without functional disorder. Clinical examination and CXR each revealed one and PneumoScan three out of altogether four PTXs (sensitivity 75%, specificity 100%, positive predictive value 100%, and negative predictive value 95%). The undetected PTX did not require intervention. Conclusion. The PneumoScan as a point-of-care device offers additional diagnostic value in patient management following chest trauma. Further studies with more patients have to be performed to evaluate the diagnostic accuracy of the device.

Lerntagebücher im Praktikum von Lehramtsstudierenden

Im vorgestellten Projekt ging es darum, Lernprozesse und -inhalte im Praktikum anhand von Tagebüchern sichtbar zu machen. Im Rahmen einer größeren Befragung zum Thema "Lernen im Praktikum" führten 46 Studierende ein Lerntagebuch und berichteten insgesamt 620 Lernsituationen, welche mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet wurden. Die Ergebnisse weisen auf eine Schwerpunktsetzung hinsichtlich des Erwerbs didaktischer Kompetenzen hin. Sowohl Praxislehrpersonen als auch Schüler gaben wesentliche Impulse für die Lernprozesse der Studierenden. Zentrale Einzelthemen bezogen sich auf die Einschätzung des Schwierigkeitsgrads, des Anspruchsniveaus von Anforderungen und Aufgaben und auf den Umgang mit Unterrichtsstörungen.

Schule - ein Haus des Lernens

Wie sollen Unterricht und Schule im Jahr 2020 gestaltet sein? Meine Antwort auf diese Frage ist alt und neu zugleich: Die künftigen Entwicklungen sollten der Schule ermöglichen, die Grundlagen ihres Bildungsauftrags besser zu erfüllen – also das Lernen besser zu begleiten und zu unterstützen. Damit bewege ich mich in längst bekannten Gefilden. Als Impulse möchte ich zwei Postulate setzen, von denen das erste auf breite Zustimmung treffen könnte, das zweite eine nachhaltige Veränderung der Schullandschaft implizieren würde: 1. Damit schulisches Lernen besser gelingen kann, müssen sich Lehrpersonen zu Expertinnen und Experten des Lernens entwickeln. 2. Schule sollte sich nicht nur auf Schülerinnen und Schüler beschränken, sondern Lernangebote künftig ebenso an Lehrpersonen, Eltern und an Personen, die am Lernen interessiert sind, richten.

Entscheidungsprozesse in Sportvereinen in Zusammenhang mit externer Beratung

Introduction: Verbunden mit den steigenden Mitgliederzahlen, fällt es Sportvereinen zunehmend schwer, die vielfältige Nachfrage zu bedienen und die hohen Erwartungen zu erfüllen. Viele Schweizer Sportvereine bekunden Probleme, insbesondere im Bereich der Gewinnung und Bindung von ehrenamtlichen Mitarbeitern (Lamprecht, Fischer & Stamm, 2012). Da ca. 90 % der Schweizer Sportvereine ehrenamtlich organisiert sind und die Erfüllung des Vereinszwecks direkt mit dem ehrenamtlichen Engagement der Vereinsmitglieder zusammenspielt, führt der Mangel an Ehrenamtlichen zu erheblichen Problemen. Sportvereine können diese skizzierten Herausforderungen aufgrund deren Komplexität und den eigenen begrenzten Ressourcen nicht mehr alleine bewältigen und sind deshalb auf Wissen von aussen angewiesen (Bette, 2009). Damit stellt sich zugleich die Frage, inwieweit von aussen an Sportvereine herangetragene Steuerungspraktiken und Beratungsprogramme (z.B. durch Sportverbände) in Bezug auf den Umgang mit personalen Problemlagen wirksam sind oder nicht. So lässt sich vielfach beobachten, dass standardisierte Beratungsinputs im Verein zu unterschiedlichen Konsequenzen führen. Demnach ist zu vermuten, dass externe Impulse vereinsintern in unterschiedlicher Art und Weise interpretiert und in Vereinsrealität übersetzt (programmiert) werden. Solche Prozesse sind in hohem Masse an die vereinsspezifischen Reproduktionsbedingungen, also Entscheidungsprozesse gebunden. Deshalb stellt sich die Frage: Welche organisationalen Entscheidungsprozesse im Allgemeinen und speziell in Zusammenhang mit externer Beratung sind in Sportvereinen zu beobachten? Methods: Die Daten zur Analyse der Entscheidungsprozesse wurden im Rahmen des Projekts „Mehr Freiwillige im Fussballverein“ (MFiF) in Kooperation mit dem Schweizerischen Fussballverband (SFV) in elf Fussballvereinen erhoben. Die Interventionsstudie umfasst vier Aspekte: (1) systematischer Ansatz, (2) Einbezug aller Vereinsmitglieder, (3) konsequente Implementation in den Fussballvereinen und (4) eine längerfristige Bindungsstrategie für ehrenamtliche Mitarbeiter. Die Daten wurden einerseits über Fragebogen zur Struktur des Vereins und den Ergebnissen des Projekts erhoben, andererseits wurden leitfadengestützte Interviews mit den führenden Vereinsvertretern in den Projektgruppen durchgeführt und anschliessend anhand qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet (Mayring, 2010). Results: Die Auswertung der Interviews zeigt auf, dass verschiedene Faktoren für eine erfolgreiche Umsetzung einer Gewinnungs- und Bindungsstrategie entscheidend sind. Einerseits wird die Rolle der zuständigen Personen unterschiedlich interpretiert und deshalb fällt das Engagement im Entscheidungsprozess unterschiedlich aus. Die Bandbreite reicht vom Informator über den Moderator bis hin zum aktiven Promotor. Mit Blick auf die externe Beratung lässt sich erkennen, dass die Fussballvereine die Unterstützung unterschiedlich einordnen. Dem traditionellen Beratungskonzept folgend anerkennen Vereine die externe Beratung als bewährte Musterlösung und verfolgen unreflektiert die vorgeschlagene Lösungsstrategie. Gleichzeitig lässt sich eine zweite Gruppe von Vereinen entsprechend dem systemischen Beratungskonzept durch die externe Beratung irritieren und hinterfragt die eigene Struktur und sucht nach eine passenden Lösungsstrategie. Discussion/Conclusion: Die Untersuchung zeigt auf, dass externe Vereinsberatung sowohl mimetisch, wie auch als systemische Beratung interpretiert zu Verbesserungen im Bereich des Ehrenamtmanagements in Sportvereinen führen kann. References: Bette, K.-H. (2009). Beratung von Sportorganisationen: Konzepte und Voraussetzungen. In C. Breuer & A. Thiel (Hrsg.), Handbuch Sportmanagement (2. Aufl., S. 139-155). Schorndorf: Hofmann. Lamprecht, M., Fischer, A., & Stamm, H.-P. (2012). Sportvereine in der Schweiz. Strukturen, Leistungen, Herausforderungen. Zürich: Seismo. Mayring, P. (2010). Qualitative Inhaltsanalyse: Grundlagen und Techniken (11. Aufl.). Hemsbach: Beltz.