Metabolismus von Psychopharmaka durch das Cytochrom P450-Enzymsystem im Alter

Altern geht mit einer Reihe physiologischer Veränderungen einher. Da in höherem Lebensalter überdurchschnittlich viele Arzneistoffe eingenommen werden und häufig mehrere Erkrankungen gleichzeitig vorliegen, können Auffälligkeiten in den Arzneimittelkonzentrationen im Blut nicht nur altersbedingt, sondern auch krankheitsbedingt oder durch Arzneimittelwechselwirkungen verursacht sein.rnrnDie vorliegende Arbeit untersucht die Fragestellung, ob der Arzneimittelmetabolismus bei Alterspatenten generell, oder nur bei Patienten mit Multimorbidität und –medikation verändert ist, und in welchem Lebensalter diese Veränderungen einsetzen. Im Mittelpunkt stand dabei die Frage, ob die Aktivitäten distinkter Arzneimittel-abbauender Enzyme der Cytochrom P450-Enzym-Familie (CYP) verändert sind. Da viele Psychopharmaka nur bei Patienten im Alter zwischen 18 und 65 Jahren zugelassen sind, wurde die Hypothese geprüft, dass sich Patienten im Alter über und unter 65 Jahren in ihren Medikamentenspiegeln unterscheiden.rnrnFür die Untersuchungen wurde eine Datenbank aus Blutspiegelmessungen erstellt, die im Rahmen des pharmakotherapiebegleitenden TDM erhoben worden waren. Die Blutspiegel stammten von insgesamt 4197 Patienten, die mit Amisulprid, Aripiprazol, Citalopram, Clozapin, Donepezil, Escitalopram, Mirtazapin, Quetiapin, Risperidon, Sertralin, Venlafaxin oder Ziprasidon behandelt wurden. Die Messungen wurden ergänzt mit Angaben aus den TDM-Anforderungsscheinen bezüglich Tagesdosis, Begleitmedikamenten, Schweregrad der Erkrankung, Therapieerfolg und Verträglichkeit der Medikation. Zusätzlich wurden klinische Befunde der Leber- und Nierenfunktion einbezogen, sowie Angaben zur Berechnung des BMI. Die in vivo-CYP-Enzymaktivitäten wurden anhand von metabolischen Ratios (Serumkonzentrationen Metabolit/ Serumkonzentration Muttersubstanz) beurteilt.rnrnIm Mittel stieg der Schweregrad der Erkrankung mit dem Alter und der Therapieerfolg verschlechterte sich. Dies betraf im Einzelnen nur Patienten, die mit Amisulprid oder Clozapin behandelt worden waren. Ältere Patienten litten häufiger an Nebenwirkungen als jüngere.rnUnter Aripiprazol, Quetiapin, Sertralin und Venlafaxin erreichten Alterspatienten mit niedrigeren Tagesdosen gleiche Therapieerfolge wie jüngere Patienten.rnPatienten, die mit Clozapin oder Amisulprid behandelt wurden, zeigten im Alter schlechtere Behandlungserfolge bei gleicher (Clozapin) bzw. niedrigerer (Amisulprid) Tagesdosis.rnTherapieerfolg und mittlere Tagesdosis änderten sich bei Patienten, die Ziprasidon, Donepezil, Citalopram, Escitalopram und Mirtazapin einnahmen, nicht altersabhängig.rnrnAltersabhängige Unterschiede der Serumspiegel zeigten sich für Amisulprid, Aripiprazol, Donepezil, Mirtazapin, Desmethylmirtazapin, Quetiapin und DesmethylsertralinrnAllerdings lagen die Altersgrenzen außer bei Donepezil deutlich niedriger als die gängig angenommene, nämlich bei 35 Jahren (Aripiprazol), 70 Jahren (Donepezil), 55 Jahren (D-Sertralin), 41 Jahren (Amisulprid), 49 Jahren (Quetiapin) und 58 Jahren (Mirtazapin).rnEs bestand kein Zusammenhang zwischen dem Auftreten veränderter Serumspiegel im Alter und dem Verteilungsvolumen, der Plasmaproteinbindung oder der Eliminationshalbwertszeit der untersuchten Wirkstoffe.rnrnBei Patienten ohne Comedikation fand sich in keinem Fall eine altersabhängige Veränderung der Ratio. Es ergab sich daher kein Hinweis auf eine Veränderung der CYP-Aktivität im Alter. Die Einnahme von Comedikation nahm mit dem Alter zu, hierfür ließ sich eine Altersgrenze von 49 Jahren definieren. Unter Polytherapie wurden Veränderungen der CYP-Aktivität beobachtet.rnrnDer Einfluss veränderter Leber- oder Nierenfunktion auf die Biotransformation von Pharmaka wurde anhand von Serumspiegeln von Patienten, die mit Donepezil, Venlafaxin, Citalopram oder Escitalopram behandelt wurden, untersucht. rnBei keinem Wirkstoff wurden unter auffälligen Leber- oder Nierenparametern signifikant veränderte Serumspiegel gemessen.rnEine Abhängigkeit der Serumspiegel vom Körpergewicht wurde nur für Desmethylsertralin gefunden. Die Spiegel waren bei Patienten mit einem Body Mass Index unter 20 signifikant höher als bei Patienten mit einem Index über 20. Aufgrund der kleinen Fallgruppe und der Tatsache, dass der Serumspiegel der Muttersubstanz nicht stieg, konnte nicht zwingend von einem Alterseinfluss aufgrund der veränderten Körperzusammensetzung ausgegangen werden.rnInsgesamt ergaben sich aus den Untersuchungen Hinweise auf moderate altersabhängige Veränderungen der Pharmakokinetik. Es ließen sich allerdings keine allgemeinen Dosierempfehlungen für Alterspatienten ableiten. Es zeigte sich jedoch, dass mit altersabhängigen Veränderungen der Pharmakokinetik bereits nach dem 50. Lebensjahr zu rechnen ist. Weitere Untersuchungen sollten auch den Alterseffekt auf gastrointestinale Transporter einbeziehen, die die aktive Aufnahme von Arzneistoffen ins Blut bewerkstelligen. Unklar ist auch die Rolle des Alterns auf die Aktivität des P-Glykoproteins. rn

Prävalenz dentaler Pathologien vergangener und rezenter Bevölkerungen : dentalpathologische Untersuchungen an einem frühmittelalterlichen Reihengräberfeld aus Mannheim

Pathologische Veränderungen des stomatognathen Systems haben die Menschheit seit jeher geplagt. Etliche dieser dentalen Pathologien hinterlassen Spuren, die auch an Skelettmaterial noch erkannt werden können. Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit der Aufnahme dentaler Pathologien an Skelettmaterial eines frühmittelalterlichen Gräberfelds aus dem Bösfeld in Mannheim. Hierbei werden die Individuen in Hinblick auf AMTL, PMTL, Karies, marginale Parodontopathien, periapikale Läsionen, Zahnabnutzung, Zahnstein und Hypoplasien untersucht. In Folge werden die Häufigkeit der Pathologien innerhalb verschiedener Untergruppen der Bösfelder Population und zwischen anderen zeitgleichen und rezenten Populationen verglichen.rnrnBei der Prävalenz von AMTL und Karies ist ein signifikanter Anstieg mit dem Alter der Individuen zu beobachten, während sich kein Unterschied zwischen den Geschlechtern ergibt. Marginale Parodontopathien sind signifikant weniger bei frühadulten Individuen zu finden als bei der Gruppe der über 30 Jährigen. In der Gesamtpopulation ergeben sich keine Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Altersabhängig betrachtet sind jedoch die über 40-jährigen Männer signifikant häufiger von marginalen Parodontopathien betroffen, während bei der Altersgruppe der Frühadulten die weiblichen Individuen häufiger betroffen sind. Unabhängig von Geschlecht und Alter kann bei den marginalen Parodontopathien ein Zusammenhang zwischen den alveolaren Entzündungsreaktionen und dem Abstand zwischen Schmelz-Zement Grenze und Limbus alveolaris festgestellt werden. Die männlichen Individuen des Bösfelds sind signifikant häufiger von periapikalen Läsionen betroffen. Bei dem Zahnverschleiß wird ein solcher Unterschied zwischen den Geschlechtern nicht festgestellt. Lediglich eine Zunahme des Verschleißes mit dem Alter liegt vor. Auch der Zahnsteinbefall steigt mit dem Alter an. Ein Unterschied bei dem Zahnsteinvorkommen zwischen den Geschlechtern ist nicht zu finden. Nur die frühmaturen Männer zeigen im Vergleich zu den Frauen einen signifikant geringeren Befall. Diese höhere Zahnsteinablagerung bei den frühmaturen Frauen kann mit deren Eintritt in das Klimakterium erklärt werden. Die Hypoplasien des Enamels lassen ein durchschnittliches Entstehungsalter von 3 bis 4 Jahren erkennen. Dieses kann mit dem, im Frühmittelalter sehr späten, Abstillalter in Verbindung gebracht werden. Die an der Bösfelder Serie beobachteten Häufigkeiten der Patholgien sind zu einem großen Teil vergleichbar mit anderen zeitgleichen Skelettserien. rnrnDie vorliegende Studie gibt einen Einblick in die Epidemiologie dentaler Pathologien im Frühmittelalter, kann Rückschlüsse ziehen auf damalige Lebensumstände und kann Unterschiede zwischen damaliger und heutiger Prävalenz verschiedener Erkrankungen darstellen. Zukünftige Studien an der Bösfelder Skelettserie können mit einem Fokus auf die archäologische Auswertung der Grabbeigaben weitere Erkenntnisse liefern und so das Verständnis dieser merowingerzeitlichen Population vertiefen. rn

Long-term potentiation and neural network activity in the neonatal rat cerebral cortex in vivo

Long-term potentiation in the neonatal rat rnbarrel cortex in vivo rnLong-term potentiation (LTP) is important for the activity-dependent formation of early cortical circuits. In the neonatal rodent barrel cortex LTP has been so far only studied in vitro. I combined voltage-sensitive dye imaging with extracellular multi-electrode recordings to study whisker stimulation-induced LTP for both the slope of field potential and the number of multi-unit activity in the whisker-to-barrel cortex pathway of the neonatal rat barrel cortex in vivo. Single whisker stimulation at 2 Hz for 10 min induced an age-dependent expression of LTP in postnatal day (P) 0 to P14 rats with the strongest expression of LTP at P3-P5. The magnitude of LTP was largest in the stimulated barrel-related column, smaller in the surrounding septal region and no LTP could be observed in the neighboring barrel. Current source density analyses revealed an LTP-associated increase of synaptic current sinks in layer IV / lower layer II/III at P3-P5 and in the cortical plate / upper layer V at P0-P1. This study demonstrates for the first time an age-dependent and spatially confined LTP in the barrel cortex of the newborn rat in vivo. These activity-dependent modifications during the critical period may play an important role in the development and refinement of the topographic map in the barrel cortex. (An et al., 2012)rnEarly motor activity triggered by gamma and spindle bursts in neonatal rat motor cortexrnSelf-generated neuronal activity generated in subcortical regions drives early spontaneous motor activity, which is a hallmark of the developing sensorimotor system. However, the neuronal activity patterns and functions of neonatal primary motor cortex (M1) in the early movements are still unknown. I combined voltage-sensitive dye imaging with simultaneous extracellular multi-electrode recordings in the neonatal rat S1 and M1 in vivo. At P3-P5, gamma and spindle bursts observed in M1 could trigger early paw movements. Furthermore, the paw movements could be also elicited by the focal electrical stimulation of M1 at layer V. Local inactivation of M1 could significantly attenuate paw movements, suggesting that the neonatal M1 operates in motor mode. In contrast, the neonatal M1 can also operate in sensory mode. Early spontaneous movements and sensory stimulations of paw trigger gamma and spindle bursts in M1. Blockade of peripheral sensory input from the paw completely abolished sensory evoked gamma and spindle bursts. Moreover, both sensory evoked and spontaneously occurring gamma and spindle bursts mediated interactions between S1 and M1. Accordingly, local inactivation of the S1 profoundly reduced paw stimulation-induced and spontaneously occurring gamma and spindle bursts in M1, indicating that S1 plays a critical role in generation of the activity patterns in M1. This study proposes that both self-generated and sensory evoked gamma and spindle bursts in M1 may contribute to the refinement and maturation of corticospinal and sensorimotor networks required for sensorimotor coordination.rn

Funktionelle Analyse der Plasmamembran-Ca 2+-ATPase 2 -PMCA2- in Modellen der Neurodegeneration

Calcium (Ca2+) ist ein ubiquitär vorkommendes Signalmolekül, das an der Regulation zahlreicher zellulärer Prozesse, von der Proliferation bis zum programmierten Zelltod, beteiligt ist. Daher müssen die intrazellulären Ca2+-Spiegel streng kontrolliert werden. Veränderungen der Ca2+-Homöostase während der altersassoziierten Neurodegeneration können dazu beitragen, dass Neuronen vulnerabler sind. So wurden erhöhte Ca2+-Konzentrationen in gealterten Neuronen, begleitet von einer erhöhten Vulnerabilität, beobachtet (Hajieva et al., 2009a). Weiterhin wird angenommen, dass der selektive Untergang von dopaminergen Neuronen bei der Parkinson Erkrankung auf eine erhöhte Ca2+-Last zurückzuführen sein könnte, da diese Neuronen einem ständigen Ca2+-Influx,rnaufgrund einer besonderen Isoform (CaV 1.3) spannungsgesteuerter Ca2+-Kanäle des L-Typs, ausgesetzt sind (Chan et al., 2007). Bislang wurden die molekularen Mechanismen, die einem Ca2+-Anstieg zu Grunde liegen und dessen Auswirkung jedoch nicht vollständig aufgeklärt und daher in der vorliegenden Arbeit untersucht. Um Veränderungen der Ca2+-Homöostase während der altersassoziiertenrnNeurodegeneration zu analysieren wurden primäre Mittelhirnzellen aus Rattenembryonen und SH-SY5Y-Neuroblastomazellen mit dem Neurotoxin 1-Methyl-4-Phenyl-Pyridin (MPP+), das bei der Etablierung von Modellen der Parkinson-Erkrankung breite Anwendung findet, behandelt. Veränderungen der intrazellulären Ca2+-Konzentration wurden mit einem auf dem grün fluoreszierenden Protein (GFP)-basierten Ca2+-Indikator,rn„Cameleon cpYC 3.6“ (Nagai et al., 2004), ermittelt. Dabei wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass MPP+ die Abregulation der neuronenspezifischen ATP-abhängigen Ca2+-Pumpe der Plasmamembran (PMCA2) induziert, die mit der Ca2+-ATPase des endoplasmatischen Retikulums (SERCA) und dem Na+/Ca2+-Austauscher (NCX) das zelluläre Ca2+-Effluxsystem bildet, was zu einer erhöhten zytosolischen Ca2+-Konzentration führt. Die PMCA2-Abnahme wurde sowohl auf Transkriptionsebene als auch auf Proteinebene demonstriert, während keine signifikanten Veränderungen der SERCA- und NCX-Proteinmengen festgestellt wurden. Als Ursache der Reduktion der PMCA2-Expression wurde eine Abnahme des Transkriptionsfaktors Phospho-CREB ermittelt, dessen Phosphorylierungsstatus abhängig von der Proteinkinase A (PKA) war. Dieser Mechanismus wurde einerseits unter MPP+-Einfluss und andererseits vermittelt durch endogene molekulare Modulatoren gezeigt. Interessanterweise konnten die durch MPP+ induzierte PMCA2-Abregulation und der zytosolische Ca2+-Anstieg durch die Aktivierung der PKA verhindert werden. Parallel dazu wurde eine MPP+-abhängige verringerte mitochondriale Ca2+-Konzentration nachgewiesen, welche mit einer Abnahme des mitochondrialen Membranpotentials korrelierte. Darüber hinaus kam es als Folge der PMCA2-Abnahme zu einem verminderten neuronalen Überleben.rnVeränderungen der Ca2+-Homöostase wurden auch während der normalen Alterung inrnprimären Fibroblasten und bei Mäusen nachgewiesen. Dabei wurden verringerte PMCA und SERCA-Proteinmengen in gealterten Fibroblasten, einhergehend mit einem Anstieg der zytosolischen Ca2+-Konzentration demonstriert. Weiterhin wurden verringerte PMCA2-Proteinmengen im Mittelhirn von gealterten Mäusen (C57B/6) detektiert.rnDer zelluläre Ca2+-Efflux ist somit sowohl im Zuge der physiologischen Alterung als auch in einem altersbezogenen Krankheitsmodell beeinträchtigt, was das neuronale Überleben beeinflussen kann. In zukünftige Studien soll aufgeklärt werden, welche Auswirkungen einer PMCA2-Reduktion genau zu dem Verlust von Neuronen führen bzw. ob durch eine PMCA2-Überexpression neurodegenerative Prozesse verhindert werden können.

Untersuchungen zur Wirkung des Ginkgo-biloba-Extraktes EGb 761 auf die Proteinaggregation in der Huntington-Krankheit

Der Ginkgo biloba-Extrakt EGb 761 besteht aus einer Reihe pharmakologisch wirksamer Substanzen, welche gut beschriebene Wirkungen auf verschiedene potentiell zytoprotektive Signalwege ausüben und u.a. antioxidative Wirksamkeit haben. Folglich wurde EGb 761 bisher als eine natürliche Behandlung bei neurodegenerativen Erkrankungen mit zellulärem oxidativen Stress angewendet, einschließlich der Alzheimer-Krankheit (AD). Aufgrund von vielen gemeinsamen Merkmalen zwischen der AD und der Huntington-Krankheit (HD) wurde vermutet, dass EGb 761 eventuell auch positive Wirksamkeit bei der HD aufweisen könnte. rnDie Neuropathologie der HD wird durch pathologische Verlängerung an Glutamin-Wiederholungen im Huntingtin-Protein (polyQ-Protein) verursacht, wodurch es zu Fehlfaltungen im Protein kommt und hierdurch der proteasomale Abbau aberranter Proteine erschwert wird. Somit sollten in der vorliegenden Arbeit die EGb 761-Wirkungen auf die Proteasom-Aktivität und die Proteinaggregation in zellulären Modellen der HD untersucht werden. rnWie die ersten Untersuchungen in nativen HEK293-Zellen ergaben, bewirkte die Behandlung der Zellen mit EGb 761 eine Steigerung der basalen Proteasom-Aktivität sowie des proteasomalen Proteinabbaus und erhöhte die Transkription proteasomaler Gene. Hieraus ergaben sich Untersuchungen in Zellen mit Expressionen pathologischer Varianten von polyQ-Proteinen als zelluläre Modelle der HD. Hierbei konnte festgestellt werden, dass die Expression aberranter polyQ-Proteine eine verminderte zelluläre Proteasom-Aktivität bewirkte. Interessanterweise verursachte EGb 761 eine Abmilderung der pathologisch-induzierten verminderten Proteasom-Aktivität, in dem die EGb 761-Behandlung der Zellen zu einer erhöhten Proteasom-Aktivität, einem verbesserten proteasomalen Proteinabbau, sowie zu einer erhöhten Transkription proteasomaler Gene führte. Da diese EGb 761-Effekte unabhängig von der Expression aberranter polyQ-Proteine waren, demonstrierten diese Ergebnisse eine allgemeine EGb 761-Wirkungen auf die Proteasom-Aktivität. Anhand dieser Ergebnisse sollten anschließend weitere Untersuchungen mit zellulären Modellen der HD die genau Wirkung von EGb 761 auf die Degradation von abnormal verlängerten polyQ-Proteinen sowie auf die Bildung von polyQ-Aggregaten klären. rnHier konnte gezeigt werden, dass die Expression aberranter polyQ-Proteinen zu einer Akkumulation von SDS-resistenten bzw. SDS-unlöslichen, aggregierten polyQ-Proteinen führte, sowie die Bildung von sichtbaren polyQ-Aggregaten in Zellen bewirkte. Hierbei verursachte eine EGb 761-Behandlung der Zellen eine signifikante Verminderung im Gehalt an SDS-resistenten polyQ-Proteinen sowie eine Reduzierung von Aggregat-tragenden Zellen. Zudem konnte gezeigt werden, dass eine pharmakologische Inhibition des Proteasoms in EGb 761-behandelten Zellen, den Gehalt an SDS-unlöslichen polyQ-Proteinaggregate wieder erhöhte und somit den Effekt von EGb 761 aufhob. Folglich zeigten diese Ergebnisse, dass die EGb 761-induzierte Reduzierung der polyQ-Proteinaggregate durch einen effizienteren proteasomalen Abbau von fehlgefalteten, aberranten polyQ-Proteinen bewirkte wurde. rnAufbauend auf diesen Ergebnissen wurde eine experimentell-therapeutische Anwendung von EGb 761 in Modellen der HD in vitro und in vivo überprüft und hierzu primäre humane Fibroblasten sowie transgene C. elegans Würmer mit Expressionen aberranter polyQ-Proteine untersucht. Interessanterweise konnte in vitro und in vivo gezeigt werden, dass die EGb 761-Behandlung auch hier eine Reduzierung von SDS-unlöslichen polyQ-Proteinen bewirkte und zudem eine Reduzierung des pathologisch erhöhten Gehalts an Polyubiquitin-Proteinen bewirkte. Folglich wurde auch hier vermutet, dass EGb 761 einen verbesserten proteasomalen Abbau von polyQ-Proteinen induzierte und dies eine Verminderung der polyQ-Proteinaggregate verursachte. Darüber hinaus führte die EGb 761-Behandlung von seneszenten Fibroblasten zur Reduzierung von altersabhängig erhöhten Mengen von polyQ-Aggregaten, wodurch ein therapeutischer Effekt auf den proteasomalen Abbau der polyQ-Proteine verdeutlicht wurde. Zusätzlich konnte in polyQ-transgenen C. elegans demonstriert werden, dass eine EGb 761-Behandlung die Abmilderung eines typischen pathologischen Phänotyps bewirkte, indem eine polyQ-induzierte verminderte Motilität der Nematoden verbessert wurde und hierdurch eine positive EGb 761-Wirkung auf die Pathologie der HD in vivo dargestellt wurde. rnZusammenfassend konnten in dieser Arbeit neue Wirkungen von EGb 761 in der HD demonstriert werden. Hierbei wurde gezeigt, dass EGb 761 die Aggregation von pathogenen aberranten polyQ-Proteinen in vitro und in vivo reduziert, indem eine effizientere Degradation von polyQ-Proteinen erfolgt. Somit könnte diese Wirkungen von EGb 761 eine potentiell therapeutische Anwendung in der HD und ähnliche neurodegenerativen Erkrankungen darstellen.

Risk profiles and penetrance estimations in multiple endocrine neoplasia type 2A caused by germline RET mutations located in exon 10

Multiple endocrine neoplasia type 2 is characterized by germline mutations in RET. For exon 10, comprehensive molecular and corresponding phenotypic data are scarce. The International RET Exon 10 Consortium, comprising 27 centers from 15 countries, analyzed patients with RET exon 10 mutations for clinical-risk profiles. Presentation, age-dependent penetrance, and stage at presentation of medullary thyroid carcinoma (MTC), pheochromocytoma, and hyperparathyroidism were studied. A total of 340 subjects from 103 families, age 4-86, were registered. There were 21 distinct single nucleotide germline mutations located in codons 609 (45 subjects), 611 (50), 618 (94), and 620 (151). MTC was present in 263 registrants, pheochromocytoma in 54, and hyperparathyroidism in 8 subjects. Of the patients with MTC, 53% were detected when asymptomatic, and among those with pheochromocytoma, 54%. Penetrance for MTC was 4% by age 10, 25% by 25, and 80% by 50. Codon-associated penetrance by age 50 ranged from 60% (codon 611) to 86% (620). More advanced stage and increasing risk of metastases correlated with mutation in codon position (609?620) near the juxtamembrane domain. Our data provide rigorous bases for timing of premorbid diagnosis and personalized treatment/prophylactic procedure decisions depending on specific RET exon 10 codons affected.

[Urinary incontinence]

Incontinence is a common age-dependent and increasing problem in women that may mainly present as stress incontinence, overactive bladder, mixed incontinence or other forms. A thorough history, gynaecological and neurological examination and urinalysis as initial step will lead to the diagnosis and treatment. If midstream urine is difficult to receive, a catheter urine will be easy to obtain. Further investigations as urodynamics, cystoscopy and ultrasound may be required. As initial step, stress incontinence should be treated with physiotherapy and pelvic floor exercises, if not successful with operations as suburethral slings. Slings have good long-term success rates of approximately 85 % with a low morbidity and can even be inserted under local anaesthetic. The treatment of idiopathic overactive bladder consists of bladder training, a behavioural therapy, and mainly anticholinergics. Anticholinergics may cause side effects particularly in the elderly who are under several medications that may add anticholinergic effects as antidepressants, antibiotics or antihistaminics.

[Osteoporosis - whom to treat? The importance of FRAX® in Switzerland]

The WHO fracture risk assessment tool FRAX® is a computer based algorithm that provides models for the assessment of fracture probability in men and women. The approach uses easily obtained clinical risk factors (CRFs) to estimate 10-year probability of a major osteoporotic fracture (hip, clinical spine, humerus or wrist fracture) and the 10-year probability of a hip fracture. The estimate can be used alone or with femoral neck bone mineral density (BMD) to enhance fracture risk prediction. FRAX® is the only risk engine which takes into account the hazard of death as well as that of fracture. Probability of fracture is calculated in men and women from age, body mass index, and dichotomized variables that comprise a prior fragility fracture, parental history of hip fracture, current tobacco smoking, ever long-term use of oral glucocorticoids, rheumatoid arthritis, other causes of secondary osteoporosis, daily alcohol consumption of 3 or more units daily. The relationship between risk factors and fracture probability was constructed using information of nine population-based cohorts from around the world. CRFs for fracture had been identified that provided independent information on fracture risk based on a series of meta-analyses. The FRAX® algorithm was validated in 11 independent cohorts with in excess of 1 million patient-years, including the Swiss SEMOF cohort. Since fracture risk varies markedly in different regions of the world, FRAX® models need to be calibrated to those countries where the epidemiology of fracture and death is known. Models are currently available for 31 countries across the world. The Swiss-specific FRAX® model was developed very soon after the first release of FRAX® in 2008 and was published in 2009, using Swiss epidemiological data, integrating fracture risk and death hazard of our country. Two FRAX®-based approaches may be used to explore intervention thresholds. They have recently been investigated in the Swiss setting. In the first approach the guideline that individuals with a fracture probability equal to or exceeding that of women with a prior fragility fracture should be considered for treatment is translated into thresholds using 10-year fracture probabilities. In that case the threshold is age-dependent and increases from 16 % at the age of 60 ys to 40 % at the age of 80 ys. The second approach is a cost-effectiveness approach. Using a FRAX®-based intervention threshold of 15 % for both, women and men 50 years and older, should permit cost-effective access to therapy to patients at high fracture probability in our country and thereby contribute to further reduce the growing burden of osteoporotic fractures.

Pediatric and adult eosinophilic esophagitis: similarities and differences

Early in the 1990s, several case series described adults suffering from dysphagia and children with refractory reflux symptoms, both accompanied by an eosinophil-predominant infiltration, thereby conclusively distinguishing it from gastroesophageal reflux disease. Eosinophilic esophagitis (EoE) was recognized as its own entity in the adult and in the pediatric literature. In the last decade, evidence has accumulated that EoE represents a T-helper (Th)2-type inflammatory disease. Remodeling of the esophagus is a hallmark of EoE, leading to esophageal dysfunction and bolus impaction. Familial occurrence and disease association with single-nucleotide polymorphisms underscore the influence of genetics in this disease. Eosinophilic esophagitis may affect individuals at any age, although the clinical presentation is highly age dependent. There is a significant allergic bias in the EoE population, with the majority of patients having concurrent allergic rhinitis, asthma, eczema, and/or a history of atopy. One noteworthy difference is that in children, EoE seems to be primarily a food antigen-driven disease, whereas in adults, mainly aeroallergen sensitization has been observed. Treatment modalities for EoE include the 3Ds: drugs, diet, and dilation. The crucial question of whether adult and pediatric EoE are different phenotypes of one single entity or whether we are confronted with two different diseases is still open. Here, we review similarities and differences between EoE in adults and children.

Mitochondrial dysfunction and Purkinje cell loss in autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS)

Autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS) is a childhood-onset neurological disease resulting from mutations in the SACS gene encoding sacsin, a 4,579-aa protein of unknown function. Originally identified as a founder disease in Québec, ARSACS is now recognized worldwide. Prominent features include pyramidal spasticity and cerebellar ataxia, but the underlying pathology and pathophysiological mechanisms are unknown. We have generated an animal model for ARSACS, sacsin knockout mice, that display age-dependent neurodegeneration of cerebellar Purkinje cells. To explore the pathophysiological basis for this observation, we examined the cell biological properties of sacsin. We show that sacsin localizes to mitochondria in non-neuronal cells and primary neurons and that it interacts with dynamin-related protein 1, which participates in mitochondrial fission. Fibroblasts from ARSACS patients show a hyperfused mitochondrial network, consistent with defects in mitochondrial fission. Sacsin knockdown leads to an overly interconnected and functionally impaired mitochondrial network, and mitochondria accumulate in the soma and proximal dendrites of sacsin knockdown neurons. Disruption of mitochondrial transport into dendrites has been shown to lead to abnormal dendritic morphology, and we observe striking alterations in the organization of dendritic fields in the cerebellum of knockout mice that precedes Purkinje cell death. Our data identifies mitochondrial dysfunction/mislocalization as the likely cellular basis for ARSACS and indicates a role for sacsin in regulation of mitochondrial dynamics.

Developmental changes of BOLD signal correlations with global human EEG power and synchronization during working memory

In humans, theta band (5-7 Hz) power typically increases when performing cognitively demanding working memory (WM) tasks, and simultaneous EEG-fMRI recordings have revealed an inverse relationship between theta power and the BOLD (blood oxygen level dependent) signal in the default mode network during WM. However, synchronization also plays a fundamental role in cognitive processing, and the level of theta and higher frequency band synchronization is modulated during WM. Yet, little is known about the link between BOLD, EEG power, and EEG synchronization during WM, and how these measures develop with human brain maturation or relate to behavioral changes. We examined EEG-BOLD signal correlations from 18 young adults and 15 school-aged children for age-dependent effects during a load-modulated Sternberg WM task. Frontal load (in-)dependent EEG theta power was significantly enhanced in children compared to adults, while adults showed stronger fMRI load effects. Children demonstrated a stronger negative correlation between global theta power and the BOLD signal in the default mode network relative to adults. Therefore, we conclude that theta power mediates the suppression of a task-irrelevant network. We further conclude that children suppress this network even more than adults, probably from an increased level of task-preparedness to compensate for not fully mature cognitive functions, reflected in lower response accuracy and increased reaction time. In contrast to power, correlations between instantaneous theta global field synchronization and the BOLD signal were exclusively positive in both age groups but only significant in adults in the frontal-parietal and posterior cingulate cortices. Furthermore, theta synchronization was weaker in children and was--in contrast to EEG power--positively correlated with response accuracy in both age groups. In summary we conclude that theta EEG-BOLD signal correlations differ between spectral power and synchronization and that these opposite correlations with different distributions undergo similar and significant neuronal developments with brain maturation.

Non-invasive monitoring of renal oxygenation using BOLD-MRI: a reproducibility study

Blood oxygenation level-dependent (BOLD) MRI was shown to allow non-invasive observation of renal oxygenation in humans. However, clinical applications of this type of functional MRI of the kidney are still limited, most likely because of difficulties in obtaining reproducible and reliable information. The aim of this study was to evaluate the reproducibility and robustness of a BOLD method applied to the kidneys and to identify systematic physiological changes potentially influencing the renal oxygenation of healthy volunteers. To measure the BOLD effect, a modified multi-echo data image combination (MEDIC) sequence was used to acquire 12 T2*-weighted images within a single breath-hold. Three identical measurements were performed on three axial and three coronal slices of right and left kidneys in 18 volunteers. The mean R2* (1/T2*) values determined in medulla and cortex showed no significant differences over three repetitions and low intra-subject coefficients of variation (CV) (3 and 4% in medulla and cortex, respectively). The average R2* values were higher in the medulla (16.15 +/- 0.11) than in the cortex (11.69 +/- 0.18) (P < 0.001). Only a minor influence of slice orientation was observed. Mean R2* values were slightly higher (3%) in the left than in the right kidney (P < 0.001). Differences between volunteers were identified (P < 0.001). Part of these differences was attributable to age-dependent R2* values, since these values increased with age when medulla (P < 0.001, r = 0.67) or cortex (P < 0.020, r = 0.42) were considered. Thus, BOLD measurements in the kidney are highly reproducible and robust. The results allow one to identify the known cortico-medullary gradient of oxygenation evidenced by the gradient of R2* values and suggest that medulla is more hypoxic in older than younger individuals. BOLD-MRI is therefore a useful tool to study sequentially and non-invasively regional oxygenation of human kidneys.

Estimation with Interval Censored Data in Longitudinal Studies

In biostatistical applications interest often focuses on the estimation of the distribution of a time-until-event variable T. If one observes whether or not T exceeds an observed monitoring time at a random number of monitoring times, then the data structure is called interval censored data. We extend this data structure by allowing the presence of a possibly time-dependent covariate process that is observed until end of follow up. If one only assumes that the censoring mechanism satisfies coarsening at random, then, by the curve of dimensionality, typically no regular estimators will exist. To fight the curse of dimensionality we follow the approach of Robins and Rotnitzky (1992) by modeling parameters of the censoring mechanism. We model the right-censoring mechanism by modeling the hazard of the follow up time, conditional on T and the covariate process. For the monitoring mechanism we avoid modeling the joint distribution of the monitoring times by only modeling a univariate hazard of the pooled monitoring times, conditional on the follow up time, T, and the covariates process, which can be estimated by treating the pooled sample of monitoring times as i.i.d. In particular, it is assumed that the monitoring times and the right-censoring times only depend on T through the observed covariate process. We introduce inverse probability of censoring weighted (IPCW) estimator of the distribution of T and of smooth functionals thereof which are guaranteed to be consistent and asymptotically normal if we have available correctly specified semiparametric models for the two hazards of the censoring process. Furthermore, given such correctly specified models for these hazards of the censoring process, we propose a one-step estimator which will improve on the IPCW estimator if we correctly specify a lower-dimensional working model for the conditional distribution of T, given the covariate process, that remains consistent and asymptotically normal if this latter working model is misspecified. It is shown that the one-step estimator is efficient if each subject is at most monitored once and the working model contains the truth. In general, it is shown that the one-step estimator optimally uses the surrogate information if the working model contains the truth. It is not optimal in using the interval information provided by the current status indicators at the monitoring times, but simulations in Peterson, van der Laan (1997) show that the efficiency loss is small.

Novel TULP1 mutation causing leber congenital amaurosis or early onset retinal degeneration

PURPOSE: To report a large, consanguineous Algerian family affected with Leber congenital amaurosis (LCA) or early-onset retinal degeneration (EORD). METHODS: All accessible family members underwent a complete ophthalmic examination, and blood was obtained for DNA extraction. Homozygosity mapping was performed with markers flanking 12 loci associated with LCA. The 15 exons of TULP1 were sequenced. RESULTS: Seven of 30 examined family members were affected, including five with EORD and two with LCA. All patients had nystagmus, hemeralopia, mild myopia, and low visual acuity without photophobia. Fundus features were variable among EORD patients: typical spicular retinitis pigmentosa or clumped pigmented retinopathy with age-dependent macular involvement. A salt-and-pepper retinopathy with midperipheral retinal pigment epithelium (RPE) atrophy was present in the older patients with LCA, whereas the retina appeared virtually normal in the younger ones. Both scotopic and photopic electroretinograms were nondetectable. Fundus imaging revealed a perifoveal ring of increased fundus autofluorescence (FAF) in the proband, and optical coherence tomography disclosed a thinned retina, mainly due to photoreceptor loss. Linkage analysis identified a region of homozygosity on chromosome 6, region p21.3, and mutation screening revealed a novel 6-base in-frame duplication, in the TULP1 gene. CONCLUSIONS: Mutation in the TULP1 gene is a rare cause of LCA/EORD, with only 14 mutations reported so far. The observed intrafamilial phenotypic variability could be attributed to disease progression or possibly modifier alleles. This study provides the first description of FAF and quantitative reflectivity profiles in TULP1-related retinopathy.

Basistests Suisse Sport Test Konzept: Validierung einer sportmotorischen Basistestbatterie für den Schul- und Nachwuchssport

Physical fitness can be evaluated in competitive and school sports with different field tests under different conditions and goals. To produce valid results, a field test must be practical and reach high standards of test criteria (objectivity, reliability, validity). The purpose of this study was to investigate the test criteria and the practicability of a group of field tests called «SUISSE Sport Test Konzept Basis Feldtestbatterie». For 20-m sprint, ventral trunk muscle test, standing long jump, 2-kg medicine ball shot, obstacle course and cooper-test, test quality and practicability were evaluated. 221 children and adolescents from competitive sports and different school levels took part in the study. According to school level, they were divided into 3 groups (P: 7–11.5 y, S1: 11.6–15.5 y, S2: 15.6–21.8 y). Objectivity was tested for time or distance measurement in all tests as well as for error rating in obstacle test. For reliability measurement, 162 subjects performed the field tests twice within a few weeks. For validity results of standing long jump were compared with counter movement jump performance on a force plate. Correlation analysis was performed and level of significance was set for p < 0.05. For accuracy standard error was calculated. All tests achieved sufficient to excellent objectiv - ity with correlation-coefficient (r) lying between 0.85 and 0.99. Reliability was very good (r = 0.84–0.97). In cooper- and trunk test, reliability was higher for athletes than for pupils (trunk test: r = 0.95 vs. r = 0.62, cooper-test: r = 0.90 vs. r = 0.78). In those tests the reliability decreases with increasing age (cooper-test: P: r = 0.84, S1: r = 0.69, S2: r = 0.52; trunk-test: P: r = 0.69, S1: r = 0.71; S2: r = 0.39). Validity for standing long jump was good (r = 0.75–0.86). The standard error of the mean was between 4–8%, with the exception for cooper-test (athletes: 6%, pupils: 11%) and trunk test (athletes: 14%, pupils: 46%). The results show that the evaluated group of field tests is a practicable, objective and reliable tool to determine physical skills in young athletes as well as in a scholar setting over a broad age range. Most of the tests achieved the test criteria with the grades good to excellent. The lower coefficient of reliability for cooper- and trunk test by the pupils could be explained by motivational problems in this setting. For up to 20 subjects, a tester can accomplish the tests within 3 h. Finally, age-dependent grades were elaborated