Air to muscle O2 delivery during exercise at altitude

[EN] Hypoxia-induced hyperventilation is critical to improve blood oxygenation, particularly when the arterial Po2 lies in the steep region of the O2 dissociation curve of the hemoglobin (ODC). Hyperventilation increases alveolar Po2 and, by increasing pH, left shifts the ODC, increasing arterial saturation (Sao2) 6 to 12 percentage units. Pulmonary gas exchange (PGE) is efficient at rest and, hence, the alveolar-arterial Po2 difference (Pao2-Pao2) remains close to 0 to 5mm Hg. The (Pao2-Pao2) increases with exercise duration and intensity and the level of hypoxia. During exercise in hypoxia, diffusion limitation explains most of the additional Pao2-Pao2. With altitude, acclimatization exercise (Pao2-Pao2) is reduced, but does not reach the low values observed in high altitude natives, who possess an exceptionally high DLo2. Convective O2 transport depends on arterial O2 content (Cao2), cardiac output (Q), and muscle blood flow (LBF). During whole-body exercise in severe acute hypoxia and in chronic hypoxia, peak Q and LBF are blunted, contributing to the limitation of maximal oxygen uptake (Vo2max). During small-muscle exercise in hypoxia, PGE is less perturbed, Cao2 is higher, and peak Q and LBF achieve values similar to normoxia. Although the Po2 gradient driving O2 diffusion into the muscles is reduced in hypoxia, similar levels of muscle O2 diffusion are observed during small-mass exercise in chronic hypoxia and in normoxia, indicating that humans have a functional reserve in muscle O2 diffusing capacity, which is likely utilized during exercise in hypoxia. In summary, hypoxia reduces Vo2max because it limits O2 diffusion in the lung.

Acclimatization to 4100 m does not change capillary density or mRNA expression of potential angiogenesis regulatory factors in human skeletal muscle

[EN] Increased skeletal muscle capillary density would be a logical adaptive mechanism to chronic hypoxic exposure. However, animal studies have yielded conflicting results, and human studies are sparse. Neoformation of capillaries is dependent on endothelial growth factors such as vascular endothelial growth factor (VEGF), a known target gene for hypoxia inducible factor 1 (HIF-1). We hypothesised that prolonged exposure to high altitude increases muscle capillary density and that this can be explained by an enhanced HIF-1alpha expression inducing an increase in VEGF expression. We measured mRNA levels and capillary density in muscle biopsies from vastus lateralis obtained in sea level residents (SLR; N=8) before and after 2 and 8 weeks of exposure to 4100 m altitude and in Bolivian Aymara high-altitude natives exposed to approximately 4100 m altitude (HAN; N=7). The expression of HIF-1alpha or VEGF mRNA was not changed with prolonged hypoxic exposure in SLR, and both genes were similarly expressed in SLR and HAN. In SLR, whole body mass, mean muscle fibre area and capillary to muscle fibre ratio remained unchanged during acclimatization. The capillary to fibre ratio was lower in HAN than in SLR (2.4+/-0.1 vs 3.6+/-0.2; P<0.05). In conclusion, human muscle VEGF mRNA expression and capillary density are not significantly increased by 8 weeks of exposure to high altitude and are not increased in Aymara high-altitude natives compared with sea level residents.

Human skeletal muscle and erythrocyte proteins involved in acid-base homeostasis: adaptations to chronic hypoxia

[EN] Chronic hypoxia is accompanied by changes in blood and skeletal muscle acid-base control. We hypothesized that the underlying mechanisms include altered protein expression of transport systems and the enzymes involved in lactate, HCO3- and H+ fluxes in skeletal muscle and erythrocytes. Immunoblotting was used to quantify densities of the transport systems and enzymes. Muscle and erythrocyte samples were obtained from eight Danish lowlanders at sea level and after 2 and 8 weeks at 4100 m (Bolivia). For comparison, samples were obtained from eight Bolivian natives. In muscle membranes there were no changes in fibre-type distribution, lactate dehydrogenase isoforms, Na+,K+-pump subunits or in the lactate-H+ co-transporters MCT1 and MCT4. The Na+-H+ exchanger protein NHE1 was elevated by 39 % in natives compared to lowlanders. The Na+-HCO3- co-transporter density in muscle was elevated by 47-69 % after 2 and 8 weeks at altitude. The membrane-bound carbonic anhydrase (CA) IV in muscle increased in the lowlanders by 39 %, whereas CA XIV decreased by 23-47 %. Levels of cytosolic CA II and III in muscle and CA I and II in erythrocytes were unchanged. The erythrocyte lactate-H+ co-transporter MCT1 increased by 230-405 % in lowlanders and was 324 % higher in natives. The erythrocyte inorganic anion exchanger (Cl--HCO3- exchanger AE1) was increased by 149-228 %. In conclusion, chronic hypoxia induces dramatic changes in erythrocyte proteins, but only moderate changes in muscle proteins involved in acid-base control. Together, these changes suggest a hypoxia-induced increase in the capacity for lactate, HCO3- and H+ fluxes from muscle to blood and from blood to erythrocytes.

Untersuchung des murinen, nukleären pSS- und SLE-Autoantigens La/SS-B unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen

Zusammenfassung der Dissertation von Christian Schörner 'Untersuchung des murinen, nukleären pSS- und SLE-Autoantigens La/SS-B unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen' am Fachbereich Biologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Seren von Patienten mit Kollagenosen, wie SLE und pSS, enthalten Antikörper gegen das Autoantigen La/SS-B. Im murinen Tiermodell musste die Expression des La/SS-B verstanden werden. Das murine Strukturgen codierte für 13 Exons, das Start-AUG befand sich im Exon 2. Die alternativen mRNAs unterschieden sich nur in ihrer 5'-UTR. Das Exon 1b war im Vergleich zum Exon 1a am 3'-Ende um 27 Nukleotide verlängert. Die alternativen mRNAs entstanden durch einen Promotorwechsel in Kombination mit einem alternativen Spleißvorgang. Die Polyadenylierung erfolgte an zwei alternativen Polyadenylierungssequenzen. Die mRNAs waren vollständig gesplissen, zytoplasmatisch und funktionell. Die Exon 1a- und die Exon 1c-mRNA wurden ubiquitär exprimiert, die Exon 1b-mRNA dagegen nur in proliferierenden Zellen. Im C-Terminus fand sich eine Nager-spezifische Insertion sowie eine -deletion. Das Protein besaß mit 16 isoelektrischen Proteinformen eine hohe Ladungsheterogenität. NO steigerte die Proteinexpression um das 5fache und bewirkte eine Translokation des Proteins vom Zellkern in das Zytoplasma. Das humane La/SS-B-Neoepitop induzierte in Versuchstieren die Bildung von Antikörper gegen das Neoepitop und natives La/SS-B.

Valutazione dell'impatto della farmacogenetica in ambito di Sanità Pubblica. Analisi del polimorfismo genetico dell'enzima CYP2D6 metabolizzante xenobiotici.

Pharmacogenetic testing provides an outstanding opportunity to improve prescribing safety and efficacy. In Public health policy pharmacogenetics is relevant for personalized therapy and to maximize therapeutic benefit minimizing adverse events. CYP2D6 is known to be a key enzyme responsible for the biotransformation of about 25-30% of extensively used drugs and genetic variations in genes coding for drug-metabolizing enzymes might lead to adverse drug reactions, toxicity or therapeutic failure of pharmacotherapy. Significant interethnic differences in CYP2D6 allele distribution are well established, but immigration is reshaping the genetic background due to interethnic admixture which introduces variations in individual ancestry resulting in distinct level of population structure. The present thesis deals with the genetic determination of the CYP2D6 alleles actually present in the Emilia-Romagna resident population providing insights into the admixture process. A random sample of 122 natives and 175 immigrants from Africa, Asia and South America where characterized considering the present scenario of migration and back migration events. The results are consistent with the known interethnic genetic variation, but introduction of ethnic specific variants by immigrants predicts a heterogeneous admixed population scenario requiring, for drugs prescription and pharmacogenetics studies, an interdisciplinary approach applied in a properly biogeographical and anthropological frame. To translate pharmacogenetics knowledge into clinical practice requires appropriated public health policies, possibly guiding clinicians to evaluate prospectively which patients have the greatest probability of expressing a variant genotype.

Atherosklerose und Apoptose

Subendothelial in den Arterienwänden abgelagertes LDL kann einer enzymatischen Modifikation unterliegen, die es in einen cytotoxischen Partikel überführt. In vitro Behandlung von LDL mit Proteasen (Trypsin) und Cholesterinesterase führt zu einem dem läsionalen LDL ähnlichen Produkt. Die Behandlung von humanen Endothelzellen mit enzymatisch verändertem LDL (E-LDL), das einen hohen Gehalt an freiem Cholesterin und freien Fettsäuren aufweist, führt zur Auslösung der Apoptose via ASK1 (apoptosis signal-regulating kinase 1) –abhängiger p38-Phosphorylierung. Durch eine Aktivierung der Effektor-Caspasen-3/-7 kommt es zur Fragmentierung der DNA und zur Spaltung des nukleären Enzyms Poly-(ADP-ribose)-Polymerase. Phosphatidylserin ist an der äußeren Zellmembran mittels Annexin-Bindung detektierbar. Natives oder oxidiertes LDL induziert bei gleicher Konzentration keinen programmierten Zelltod. In Depletions- und Rekonstitutionsexperimenten wurden freie Fettsäuren aus E-LDL als Auslöser der Apoptose identifiziert. In nativem LDL ist der Anteil an freien Fettsäuren gering, deshalb ist das Lipoprotein nicht cytotoxisch. E-LDL induziert weiterhin eine Erhöhung bzw. eine Hemmung der transkriptionellen Aktivität eines AP-1- bzw. NF-κB-Luciferase Reporterplasmids. Die Ausschaltung von ASK1 mittels RNA-Interferenz bzw. die Hemmung von p38 mit dem Inhibitor SB203580 rettet die Zellen vor dem programmierten Zelltod. E-LDL kann in Endothelzellen oxidativen Stress auslösen. Durch Vorbehandlung mit N-Acetyl-Cystein wird die Aktivierung sowohl von ASK1 als auch von p38 unterdrückt.

Bedeutung und Regulation von Apolipoprotein J in atherosklerotischen Läsionen

Apolipoprotein J (ApoJ) ist ein heterodimeres sekretiertes Glycoprotein, welchem sowohl antiapoptotische als auch antiinflammatorische Eigenschaften zugeschrieben werden. Es wird unter vielen pathophysiologischen Zuständen verstärkt exprimiert. Dazu zählen viele Krankheiten wie z.B. Krebs, M. Alzheimer, Creuzfeldt Jakob und Atherosklerose. Die vorliegende Arbeit befasst sich zum Einen mit der Funktion von ApoJ bei Atherosklerose und zum Anderen mit der Regulation von ApoJ durch in atherosklerotischen Läsionen vorkommende Bestandteile. Für die Untersuchungen der Funktion von ApoJ bei der Atherosklerose wurde die „Mainzer Hypothese“ zugrunde gelegt, die davon ausgeht, dass enzymatisch verdautes LDL (high density lipoprotein) (E-LDL) ursächlich für die Entstehung von atherosklerotischen Läsionen ist. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass ApoJ zwar an E-LDL bindet, nicht aber an natives LDL und dass durch diese Bindung die zytotoxische Wirkung von E-LDL auf glatte Muskelzellen der Ratte unterdrückt wird. Mittels Annexinfärbung und Caspase-Messung konnte gezeigt werden, dass ApoJ in diesem Fall eine antiapoptotische Funktion aufweist. Durch immunhistochemische Untersuchungen an humanen Gewebsschnitten aus frühen atherosklerotischen Läsionen konnte eine Kolokalisation von ApoJ und E-LDL nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse unterstreichen die Mainzer Hypothese. Durch eine Behandlung von glatten Muskelzellen der Ratte mit den Lipoproteinen LDL/E-LDL und nekrotischen Zellen sollte die Regulation von ApoJ durch in atherosklerotischen Läsionen vorhandenen Stimuli untersucht werden. Frühere Arbeiten unserer Arbeitsgruppe konnten bereits zeigen, dass eine Behandlung mit nekrotischen Zellen zu einer vermehrten Expression der ApoJ-mRNA führt und dass diese Regulation in Korrelation mit der Expression von Toll-like Rezeptoren (TLR) der verschiedenen Zellen steht. In dieser Arbeit konnte RNA aus nekrotischen Zellen als ApoJ-induzierende Komponente identifiziert werden. Durch Inhibition der TLR3-Signalwege konnten erste Hinweise darüber gewonnen werden, über welche Signaltransduktionswege die ApoJ Regulation erfolgt. Eine Behandlung der Zellen mit E LDL und LDL hingegen führte zu einer Repression der ApoJ-Sekretion. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in atherosklerotischen Läsionen sowohl ApoJ induzierende wie auch repremierende Stimuli vorhanden sind.

Rituali indigeni in Mesoamerica. La festa di Petición de Lluvias nella Montaña di Guerrero (Messico)

Questa tesi di carattere antropologico in ambito dottorale riguarda i rituali comunitari nelle comunità indigene messicane. Il principale oggetto della ricerca è il rituale della pioggia o di Petición de Lluvia, caratterizzato sia dal sacrificio animale che da una specifica relazione di causa-effetto con l’ambiente circostante. La ricerca etnografica è cominciata dall’ipotesi di voler verificare la persistenza nel tempo, e dunque nell’attualità, di procedure cerimoniali non appartenenti, almeno nella loro forma più lineare, alla religione cattolico-cristiana. Il luogo nel quale è avvenuta tale ricerca è la regione La Montaña di Guerrero, situata nel Messico sud-occidentale, e più precisamente la zona in cui vivono le comunità di etnia Nahua di San Pedro Petlacala, Acuilpa, e Xalpatláhuac che si trovano nelle vicinanze della cittadina di Tlapa de Comonfort. In un contesto ambientale profondamente rurale come quello della Montaña di Guerrero, la persistenza dei rituali evidenzia come le risorse naturali e gli agenti atmosferici - pioggia, vento, nubi - continuino a rappresentare gli elementi centrali che condizionano le variabili economiche di sussistenza e della riproduzione sociale. Il rituale di Petición de Lluvia rappresenta il momento di congiunzione tra la stagione secca e quella piovosa, tra la semina ed il raccolto del mais. Definito come una pratica religiosa nella quale il gruppo si identifica e partecipa con varie donazioni (ofrenda o deposito rituale), suddivisibili in alimenti/oggetti/preghiere ed azioni rituali, la cerimonia esprime l’auspicio di piogge abbondanti, con le quali irrigare i campi e continuare le attività umane. Il destinatario dell’offerta è la stessa divinità della pioggia, Tlaloc per le antiche civiltà mesoamericane, invocato sotto le mentite spoglie del santo patrono del 25 aprile, San Marcos. Il rituale è contraddistinto per tutta la sua durata dalla presenza del principale specialista religioso, sacerdote in lingua spagnola oppure «Tlahmáquetl» in lingua náhuatl.

Biofunktionalisierung oxidischer Titanoberflächen über eine spezifische Anbindung von biotinyliertem Fibronektin für die medizinische Anwendung

In der hier vorliegenden Dissertation wird die Entwicklung und Charakterisierung einer biomimetischen Beschichtung für Titanimplantatoberflächen, insbesondere Dentalimplantate, beschrieben. Ziel war es, die Adhäsion und Aktivität von Osteoblasten auf Titanoberflächen zu steigern und so eine Beschleunigung der Implantatintegration in das Knochengewebe zu erreichen. Hierfür wurde eine spezielle Art der biomimetischen Beschichtung entwickelt, bei der biotinyliertes Fibronektin (bFn) über Streptavidin auf eine biotinylierte TiOX-Modelloberfläche immobilisiert wurde. Die Biotinmodifizierung der TiOX-Oberfläche erfolgte hierbei über einen „Self-Assembly-Prozess“ durch sequenzielle Chemiesorption von N-(6-aminohexyl)aminopropyltrimethoxysilan sowie verschiedenen Sulfo-NHS-Biotin-Derivaten, welche den Aufbau einer Streptavidin-Monolage ermöglichten. Als ein wichtiges Resultat zeigte sich, dass die Streptavidin-Monolage effektiv die unspezifische Adsorption von Proteinen an die TiOX-Oberfläche unterbindet und hierdurch die Adhäsion von Osteoblasten auf dieser unterdrückt. Dies hat den Vorteil, dass auf eine antiadhäsive Basisbeschichtung, welche für eine spezifische Zellreaktion wichtig ist, verzichtet werden kann. Dieses osteoblastere Adhäsionsverhalten änderte sich signifikant nach Anbindung von bFn an die Streptavidin-Monolage, mit dem Ergebnis, einer drastischen Steigerung der Osteoblastenadhäsion. Weiterhin besaßen Osteoblasten auf diesen Oberflächen ein Proteinexpressionsmuster, das auf eine erhöhte Osteoinduktion schließen lässt. Es zeigte sich darüber hinaus eine verstärkte Zelladhäsion sowie eine Steigerung des osteoinduktiven Effekts auf Substraten, bei denen bFn über eine Streptavidin-Monolage immobilisiert wurde, gegenüber mit nativem Fibronektin (Fn) modifizierten TiOX-Oberflächen. Ein wesentlicher Schwerpunkt bestand daher in der Analyse der Zusammensetzung und Struktur der biomimetischen Beschichtung über „Surface Plasmon Spectroscopy“ und „Atomic Force Microscopy“. Diese ergab, dass bFn und natives Fn auf den jeweiligen Oberflächen eine unterschiedliche Konformation einnimmt. Im Gegensatz zu nativem Fn, das bei der Adsorption unter physiologischen Bedingungen auf TiOX-Oberflächen eine kompakte Konformation besitzt, nimmt bFn auf einer Streptavidin-Monolage eine entfaltete Konformation ein. Bei letzterer handelt es sich um dieselbe, welche Fn in vivo innerhalb der extrazellulären Matrix besitzt. Sie unterscheidet sich von der kompakten Fn-Konformation dahingehend, dass entlang der Fn-Achse weitere Proteinbindestellen zugänglich werden und hierdurch die Zellaffinität von Fn gesteigert wird. Die nachgewiesene Konformationsänderung kann somit als Grund für die gesteigerte Osteoblasten-Adhäsion und Aktivität auf Oberflächen mit bFn angenommen werden. Diese Kenntnisse konnten weiterhin für die Optimierung des biomimetischen Schichtsystems genutzt werden. So war es möglich, durch alternierendes Inkubieren der Biotin-aktivierten Oberfläche mit Streptavidin und bFn, ein Multilayersystem gezielt aufzubauen. Der Vorteil dieses Multilayersystems gegenüber einer einfachen Monolage aus bFn besteht in einer erhöhten Stabilität der biomimetischen Beschichtung, wodurch eine Anwendung in der Praxis erleichtert würde.

"A la búsqueda de nuevos horizontes". La scrittura della migrazione africana in Spagna

La migrazione genera spesso nei soggetti migranti forme di spaesamento, poiché lo spostamento fisico condiziona la sfera emotiva: in loro può emergere il senso di nostalgia verso la patria e il desiderio del ritorno, oppure la volontà di annullare le proprie radici e di conformarsi ai modelli della società ricevente. Spesso tali sensazioni di spaesamento possono essere superate grazie alla pratica creativa della scrittura; è per questo che nelle varie realtà di immigrazione ha preso campo la pratica della scrittura migrante, dove si dà spazio all’altro che cerca di far sentire la propria voce, ricorrendo alla lingua del Paese d’arrivo, senza rinunciare ai tratti distintivi della sfera culturale d’origine, creando testi ibridi, che disegnano un ponte tra le culture. Focus della ricerca è la scrittura della migrazione africana in Spagna, studiata sia in prospettiva generale che specifica, mediante quattro autori e le relative opere selezionate: Laila (2010) della marocchina Laila Karrouch, Las tres vírgenes de Santo Tomás (2008) dell’equatoguineana Guillermina Mekuy, Una vida de cuento (2006) del camerunese Boniface Ofogo, Amina (2006) del senegalese Sidi Seck. L’analisi dei testi è effettuata sulla base di due filoni tematici, la famiglia e il rapporto con la società d’arrivo, ed è corredata dallo studio del lessico relativo ai due temi di riferimento. Leggere fra le righe il microcosmo della famiglia significa porre l’attenzione sulle diverse dinamiche affettive che stanno dietro alla parola “migrazione” e sulle particolari dimensioni familiari che caratterizzano la vita odierna, dove spesso avviene il contatto fra più culture. Un contatto che si riflette nel macrocontesto della realtà ospite dove si ha modo di avviare un dialogo fra nativi e stranieri, poiché spesso le iniziali forme di contrasto si tramutano in sete di conoscenza e volontà di avvicinarsi, facendo emergere l’idea che la diversità non separa ma arricchisce.

Lysosomaler Transport kationischer Aminosäuren durch Mitglieder der SLC7-Familie

Lysosomaler Transport kationischer Aminosäuren (KAS) stellt einen Rettungsweg in der Cystinose-Therapie dar. Ein solches Transportsystem wurde in humanen Hautfibroblasten beschrieben und mit System c benannt. Des Weiteren stellt lysosomales Arginin eine Substratquelle für die endotheliale NO-Synthase (eNOS) dar. Das von der eNOS gebildete NO ist ein wichtiges vasoprotektiv wirkendes Signalmolekül. Ziel war es daher, herauszufinden, ob Mitglieder der SLC7-Unterfamilie hCAT möglicherweise System c repräsentieren.rnIn dieser Arbeit konnte ich die lysosomale Lokalisation verschiedener endogener, sowie als EGFP-Fusionsproteine überexprimierter CAT-Isoformen nachweisen. Mittels Fluoreszenz-mikroskopie wurde festgestellt, dass die in U373MG-Zellen überexprimierten Fusionsproteine hCAT-1.EGFP sowie SLC7A14.EGFP mit dem lysosomalen Fluoreszenz-Farbstoff LysoTracker co-lokalisieren. Eine Lokalisation in Mitochondrien oder dem endoplasmatischem Retikulum konnte mit entsprechenden Fluoreszenz-Farbstoffen ausgeschlossen werden. Zusätzlich reicherten sich die überexprimierten Proteine hCAT-1.EGFP, hCAT-2B.EGFP und SLC7A14.EGFP in der lysosomalen Fraktion C aus U373MG-Zellen zusammen mit den lysosomalen Markern LAMP-1 und Cathepsin D an. Gleiches galt für den endogenen hCAT-1 in der lysosomalen Fraktion C aus EA.hy926- und U373MG-Zellen sowie für den SLC7A14 in den humanen Hautfibroblasten FCys5. Mit dem im Rahmen dieser Arbeit generierte Antikörper gegen natives SLC7A14 konnte erstmals die endogene Expression und Lokalisation von SLC7A14 in verschiedenen Zelltypen analysiert werden.rnObwohl eine Herunterregulation des hCAT-1 in EA.hy926-Endothelzellen nicht zu einer Reduktion der Versorgung der eNOS mit lysosomalem Arginin führte, ist eine Funktion von hCAT-1 im Lysosom wahrscheinlich. Sowohl die [3H]Arginin- als auch die [3H]Lysin-Aufnahme der Fraktion C aus U373MG-hCAT-1.EGFP war signifikant höher als in die Fraktion C aus EGFP-Kontrollzellen. Dies konnte ebenfalls für den hCAT-2B.EGFP gezeigt werden. Zusätzlich zeigten lysosomale Proben aus U373MG-hCAT-2B.EGFP-Zellen in der SSM-basierten Elektrophysiologie eine elektrogene Transportaktivität für Arginin. Das Protein SLC7A14.EGFP zeigte in keiner der beiden durchgeführten Transportstudien eine Aktivität. Dies war unerwartet, da die aus der Diplomarbeit stammende und im Rahmen dieser Dissertation erweiterte Charakterisierung der hCAT-2/A14_BK-Chimäre, die die „funktionelle Domäne“ des SLC7A14 im Rückgrat des hCAT-2 trug, zuvor den Verdacht erhärtet hatte, dass SLC7A14 ein lysosomal lokalisierter Transporter für KAS sein könnte. Diese Studien zeigten allerding erstmals, dass die „funktionelle Domäne“ der hCATs die pH-Abhängigkeit vermittelt und eine Rolle in der Substraterkennung spielt.rnZukünftig soll weiter versucht werden auch endogen eine Transportaktivität der hCATs für KAS im Lysosom nachzuweisen und das Substrat für das intrazellulär lokalisierte Waisen-Protein SLC7A14 zu finden. Eine mögliche Rolle könnte SLC7A14 als Transporter für Neurotransmitter spielen, da eine sehr prominente Expression im ZNS festgestellt wurde.rn

Pulmonary-artery pressure and exhaled nitric oxide in Bolivian and Caucasian high altitude dwellers

There is evidence that high altitude populations may be better protected from hypoxic pulmonary hypertension than low altitude natives, but the underlying mechanism is incompletely understood. In Tibetans, increased pulmonary respiratory NO synthesis attenuates hypoxic pulmonary hypertension. It has been speculated that this mechanism may represent a generalized high altitude adaptation pattern, but direct evidence for this speculation is lacking. We therefore measured systolic pulmonary-artery pressure (Doppler chocardiography) and exhaled nitric oxide (NO) in 34 healthy, middle-aged Bolivian high altitude natives and in 34 age- and sex-matched, well-acclimatized Caucasian low altitude natives living at high altitude (3600 m). The mean+/-SD systolic right ventricular to right atrial pressure gradient (24.3+/-5.9 vs. 24.7+/-4.9 mmHg) and exhaled NO (19.2+/-7.2 vs. 22.5+/-9.5 ppb) were similar in Bolivians and Caucasians. There was no relationship between pulmonary-artery pressure and respiratory NO in the two groups. These findings provide no evidence that Bolivian high altitude natives are better protected from hypoxic pulmonary hypertension than Caucasian low altitude natives and suggest that attenuation of pulmonary hypertension by increased respiratory NO synthesis may not represent a universal adaptation pattern in highaltitude populations.

Rahmenwerk für zielgruppenorientiertes Blended E-Learning im MINT-Bereich im Kontext des Lebenslangen Lernens

Das heutige Leben der Menschen ist vom Internet durchdrungen, kaum etwas ist nicht „vernetzt“ oder „elektronisch verfügbar“. Die Welt befindet sich im Wandel, die „Informationsgesellschaft“ konsumiert in Echtzeit Informationen auf mobilen Endgeräten, unabhängig von Zeit und Ort. Dies gilt teilweise auch für den Aus- und Weiterbildungssektor: Unter „E-Learning“ versteht man die elektronische Unterstützung des Lernens. Gelernt wird „online“; Inhalte sind digital verfügbar. Zudem hat sich die Lebenssituation der sogenannten „Digital Natives“, der jungen Individuen in der Informationsgesellschaft, verändert. Sie fordern zeitlich und räumlich flexible Ausbildungssysteme, erwarten von Bildungsinstitutionen umfassende digitale Verfügbarkeit von Informationen und möchten ihr Leben nicht mehr Lehr- und Zeitplänen unterordnen – das Lernen soll zum eigenen Leben passen, lebensbegleitend stattfinden. Neue „Lernszenarien“, z.B. für alleinerziehende Teilzeitstudierende oder Berufstätige, sollen problemlos möglich werden. Dies soll ein von der europäischen Union erarbeitetes Paradigma leisten, das unter dem Terminus „Lebenslanges Lernen“ zusammengefasst ist. Sowohl E-Learning, als auch Lebenslanges Lernen gewinnen an Bedeutung, denn die (deutsche) Wirtschaft thematisiert den „Fachkräftemangel“. Die Nachfrage nach speziell ausgebildeten Ingenieuren im MINT-Bereich soll schnellstmöglich befriedigt, die „Mitarbeiterlücke“ geschlossen werden, um so weiterhin das Wachstum und den Wohlstand zu sichern. Spezielle E-Learning-Lösungen für den MINT-Bereich haben das Potential, eine schnelle sowie flexible Aus- und Weiterbildung für Ingenieure zu bieten, in der Fachwissen bezogen auf konkrete Anforderungen der Industrie vermittelt wird. Momentan gibt es solche Systeme allerdings noch nicht. Wie sehen die Anforderungen im MINT-Bereich an eine solche E-Learning-Anwendung aus? Sie muss neben neuen Technologien vor allem den funktionalen Anforderungen des MINTBereichs, den verschiedenen Zielgruppen (wie z.B. Bildungsinstitutionen, Lerner oder „Digital Natives“, Industrie) und dem Paradigma des Lebenslangen Lernens gerecht werden, d.h. technische und konzeptuelle Anforderungen zusammenführen. Vor diesem Hintergrund legt die vorliegende Arbeit ein Rahmenwerk für die Erstellung einer solchen Lösung vor. Die praktischen Ergebnisse beruhen auf dem Blended E-Learning-System des Projekts „Technische Informatik Online“ (VHN-TIO).

"Fascinating Voids: Alexander von Humboldt and the Myth of Chimborazo"

When Alexander von Humboldt reached the village of Calpi in the Andes on 22 June 1802, he was greeted with reverence and enthusiasm. Triumphal arches adorned with cotton, cloth, and silver decorated his path. The natives performed a dance in festive dress. A singer praised the explorer's expedition, which had departed three years earlier from the Spanish port of La Coruña. Like Odysseus on the isle of the Phaeacians, the traveler listened to a local rhapsodist singing about his heroic deeds. Before his adventure ended, it had already spun a popular myth. This episode, which Humboldt recorded in his diary, occurred at a significant moment. One day later, the “Second Discoverer of America” rose to even greater fame on an excursion marking in more ways than one the climax of his enterprise. Humboldt set out to climb Chimborazo (6,310 m/20,702 ft.), the mountain then thought to be the highest in the world. He was accompanied by the French botanist Aimé Bonpland (1773–1858) and the Creole nobleman and future activist Carlos Montúfar (1780–1816), as well as native guides and assistants. They climbed to heights never reached before, setting a new record and catapulting Humboldt to fame on both continents.

Allelopathic effects of three plant invaders on germination of native species: a field study

The ability of some invasive plant species to produce biochemical compounds toxic to native species, called allelopathy, is thought to be one of the reasons for their success when introduced to a novel range, an idea known as the Novel Weapons Hypothesis. However, support for this hypothesis mainly comes from bioassays and experiments conducted under controlled environments, whereas field evidence is rare. In a field experiment, we investigated whether three plant species invasive in Europe, Solidago gigantea, Impatiens glandulifera and Erigeron annuus, inhibit the germination of native species through allelopathy more than an adjacent native plant community. At three sites for each invasive species, we compared the germination of native species that were sown on invaded and non-invaded plots. Half of these plots were amended with activated carbon to reduce the influence of potential allelopathic compounds. The germination of sown seeds and of seeds from the seedbank was monitored over a period of 9 weeks. Activated carbon generally enhanced seed germination. This effect was equally pronounced in invaded and adjacent non-invaded plots, indicating that invasive species do not suppress germination more than a native plant community. In addition, more seeds germinated from the seedbank on invaded than on non-invaded soil, probably due to previous suppression of germination by the invasive species. Our field study does not provide evidence for the Novel Weapons Hypothesis with respect to the germination success of natives. Instead, our results suggest that if invasive species release allelopathic compounds that suppress germination, they do so to a similar degree as the native plant community.