Spatial and temporal flower presentation in Apiaceae-Apioideae

Alle Doldengewächse (Apiaceae), darunter die größte, weltweit verbreitete Unterfamilie der Apioideen, weisen in ihren Blütenständen sehr einheitliche Merkmale auf. Die ‚Doppeldolden´ werden aus kleinen, weißen oder gelben Blüten gebildet und von vielen unspezialisierten Insekten besucht. Der uniforme Eindruck, der damit erweckt wird, ist unter Umständen ein Grund, dass die zugrundeliegende Morphologie bislang wenig untersucht wurde. Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist es daher, die ‚verborgene Diversität´ im Blütenstandsbereich der Apiaceae -Apioideen mit dem Ziel darzustellen, den Einfluss der Architektur der Pflanzen auf die Art der Blütenpräsentation in Raum und Zeit und damit auf das Reproduktionssystem der Art zu ermitteln. Im ersten Kapitel zeigt der Vergleich von neun ausgewählten Arten, dass in den selbstfertilen und unspezifisch bestäubten Pflanzen durch Synchronisation und Rhythmik in der Präsentation von Blüten Fremdbefruchtung gefördert wird. Entweder durchlaufen die Pflanzen dabei nur eine getrennte männliche und weibliche Blühphase (Xanthoselinum alsaticum) oder der moduläre Bau der Pflanzen führt zu einer Folge männlicher und weiblicher Blühphasen (multizyklische Dichogamie). Die Diözie in Trinia glauca kann in diesem Zusammenhang als eine Trennung der Blühphasen auf verschiedengeschlechtliche Individuen gesehen werden. Für die andromonözischen Arten wird gezeigt, dass der Anteil funktional männlicher Blüten mit steigender Doldenordnung nicht einheitlich zu- oder abnimmt. Dadurch fungieren die Pflanzen zu verschiedenen Zeiten und mit unterschiedlicher Stärke eher als Pollenrezeptoren oder Pollendonatoren. Es wird deutlich, dass das ‚uniforme Muster‘ der Apioideen mit Dolden verschiedener Ordnungen, dichogamen Blüten und deren diversen Geschlechtsausbildungen ein komplexes Raum-Zeit-Gefüge zur Optimierung des Reproduktionssystems darstellt. Das zweite Kapitel stellt die Ergebnisse von Manipulationsexperimenten (Handbestäubung, Bestäuberabschirmung, Entfernen von Dolden niedriger Ordnung) an Chaerophyllum bulbosum dar, die zeigen, dass das Raum-Zeit-Gefüge in der Präsentation der Blüten der Art erlaubt, flexibel auf Umwelteinflüsse zu reagieren. Es stellt sich heraus, dass mechanische Beschädigungen kaum Einfluss auf den Andromonöziegrad und prozentualen Fruchtansatz der Individuen nehmen. Grundvoraussetzung der Reaktionsfähigkeit ist wiederum deren modulärer Bau. Dieser erlaubt es den Pflanzen, zusammen mit dem andromonöziebedingten Reservoir an - geschlechtlich flexiblen - männlichen Blüten, in den später angelegten Dolden fehlenden Fruchtansatz der Blüten früh blühender Dolden zu kompensieren. Im dritten Kapitel wird eine vergleichende Merkmalsanalyse an 255 Apioideen-Arten vorgelegt, die alle Verwandtschaftskreise, Wuchsformen und Verbreitungsgebiete der Gruppe repräsentieren. Ziel der Analyse war die Identifizierung von Merkmalssyndromen, die den Zusammenhang zwischen Architektur und Reproduktionssystem verdeutlichen sollten. Interessanterweise sind die einzigen Merkmale, die miteinander einhergehen, Protogynie und die graduelle Abnahme männlicher Blüten mit steigender Doldenordnung. Alle anderen Merkmale variieren unabhängig voneinander und erzeugen auf vielen verschiedenen Wegen immer wieder das gleiche Funktionsmuster, das als ‚breeding syndrome‘ der Apioideae gedeutet werden kann. Die Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Blütenstände der Apiaceen und darüber hinaus zu morphologischer Variation in ‚unspezialisierten‘ Reproduktionssystemen. Offensichtlich liegt in den Apioideen der Selektionsdruck auf der Aufrechterhaltung der generalisistischen Bestäubung und überprägt alle morphologisch-phylogenetischen Merkmalsvarianten.

Experimentelle Untersuchung von Phasenübergängen im kolloidalen Modellsystem harter Kugeln

Die vorliegende Arbeit behandelt den fluid-kristallinen Phasenübergang sowie den Glasübergang anhand von kolloidalen Hart-Kugel(HK)-Modellsystemen. Die Untersuchungen erfolgen dabei im Wesentlichen mit unterschiedlichen Lichtstreumethoden und daher im reziproken Raum. rnDie Analyse der Kristallisationskinetik zeigt, dass es bei der Kristallisation zu signifikanten Abweichungen vom Bild der klassischen Nukleationstheorie (CNT) kommt. Diese geht von einem einstufigen Nukleationsprozess aus, wohingegen bei den hier durchgeführten Experimenten ein mehrstufiger Prozess beobachtet wird. Vor der eigentlichen Kristallisation kommt es zunächst zur Nukleation einer metastabilen Zwischenphase, sogenannter Precursor. In einer zweiten Stufe erfolgt innerhalb der Precursor die eigentliche Nukleation der Kristallite. rnDurch weitere Analyse und den Vergleich des Kristallisations- und Verglasungsszenarios konnte das Konzept der Precursornukleation auf den Vorgang der Verglasung erweitert werden. Während die Kristallnukleation oberhalb des Glasübergangspunktes zum Erliegen kommt, bleibt der Prozess der Precursornukleation auch bei verglasenden Proben erhalten. Ein Glas erstarrt somit in einem amorphen Zustand mit lokalen Precursorstrukturen. Die Korrelation der gemessenen zeitlichen Entwicklung der strukturellen sowie der dynamischen Eigenschaften zeigt darüber hinaus, dass das bisher unverstandene Ageing-Phänomen von HK-Gläsern mit der Nukleation von Precursorn zusammenhängt.rnEin solches mehrstufiges Szenario wurde bereits in früheren Veröffentlichungen beobachtet. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Messungen ermöglichten erstmals die Bestimmung von Kristallnukleationsratendichten (Kristall-NRD) und Ratendichten für die Precursornukleation bis über den Glasübergangspunkt hinaus. Die Kristall-NRD bestätigen die Resultate aus anderen experimentellen Arbeiten. Die weiteren Analysen der Kristall-NRD belegen, dass die fluid-kristalline Grenzflächenspannung bei der Nukleation entgegen den Annahmen der CNT nicht konstant ist, sondern mit ansteigendem Volumenbruch linear zunimmt. Die Erweiterung der CNT um eine linear zunehmende Grenzflächenspannung ermöglichte eine quantitative Beschreibung der gemessenen Kristall- sowie der Precursor-NRD, was den Schluss zulässt, dass es sich in beiden Fällen um einen Boltzmann-aktivierten Prozess handelt. rnUm die beobachteten Abweichungen des Nukleationsprozesses vom Bild der CNT näher zu untersuchen, wurden die kollektiven Partikeldynamiken in stabilen Fluiden und metastabilen Schmelzen analysiert. Im klassischen Bild wird angenommen, dass die kollektive Partikeldynamik beim Vorgang der Nukleation keine Rolle spielt. Anhand der Resultate zeigen sich Abweichungen in der Dynamik stabiler Fluide und metastabiler Schmelzen. Während die kollektive Partikeldynamik in der stabilen Schmelze von der Struktur entkoppelt ist, tritt oberhalb des Phasenübergangspunktes eine Kopplung von Struktur und Dynamik auf. Dabei treten die Abweichungen zunächst in der Umgebung des ersten Strukturfaktormaximums und somit bei den am stärksten besetzten Moden auf. Mit steigender Unterkühlung nehmen die Anzahl der abweichenden Moden sowie die Stärke der Abweichungen zu. Dieses Phänomen könnte einen signifikanten Einfluss auf den Nukleationsprozess und somit auf die Kristallisationskinetik haben. Die Analyse der Dynamik im stabilen Fluid zeigt darüber hinaus Hinweise auf eine Singularität bei Annäherung an den fluid-kristallinen Phasenübergangspunkt.rnDes Weiteren wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit erstmals Ratendichten für die heterogene Nukleation eines HK-Systems an einer flachen Wand mittels statischer Lichtstreuung (SLS) bestimmt. Die Ergebnisse der Messung zeigen, dass die Nukleationsbarriere der heterogenen Nukleation annähernd Null ist und folglich eine vollständige Benetzung der Wand mit einer kristallinen Monolage vorliegt. Die Erweiterung der Untersuchungen auf gekrümmte Oberflächen in Form von sphärischen Partikeln (Seeds) stellt die erste experimentelle Arbeit dar, die den Einfluss eines Ensembles von Seeds auf die Kristallisationskinetik in HK-Systemen untersucht. Die Kristallisationskinetik und die Mikrostruktur werden abhängig von Größe und Anzahldichte der Seed-Partikel signifikant beeinflusst. In Übereinstimmung mit konfokalmikroskopischen Experimenten und Simulationen spielt dabei das Radienverhältnis der Majoritäts- zur Minoritätskomponente eine entscheidende Rolle.

Dual-energy computed-tomography cholangiography in potential donors for living-related liver transplantation: initial experience

To report our initial experience with dual-energy computed-tomography (CT) cholangiography in potential donors for living-related liver transplantation.

Pharmacogenetics and forensic toxicology

Large inter-individual variability in drug response and toxicity, as well as in drug concentrations after application of the same dosage, can be of genetic, physiological, pathophysiological, or environmental origin. Absorption, distribution and metabolism of a drug and interactions with its target often are determined by genetic differences. Pharmacokinetic and pharmacodynamic variations can appear at the level of drug metabolizing enzymes (e.g., the cytochrome P450 system), drug transporters, drug targets or other biomarker genes. Pharmacogenetics or toxicogenetics can therefore be relevant in forensic toxicology. This review presents relevant aspects together with some examples from daily routines.

Pharmacogenetics in palliative care

Response to analgesics, anticancer pharmacotherapy and pharmacotherapy of other cancer related symptoms vary broadly between individuals. Age, disease, comorbidities, concomitant medication, organ function and patients' compliance may partly explain the differences. However, the focus of ongoing research has shifted towards genomic variants of phase I and II drug metabolizing enzymes with one important goal being an individual dose adjustment according to a patient's genotype. Polymorphisms of the cytochrome P 450 2D6 influence the metabolism of many drugs including the analgesics codeine, tramadol, hydrocodone and oxycodone, as well as the metabolism of tricyclic antidepressants and the anticancer drug tamoxifen. Other candidate genes such as (opioid)-receptors, transporters and other molecules important for pharmacotherapy in pain management are discussed. Although pharmacogenetics as a diagnostic tool has the potential to improve patient therapy, study results are often equivocal and limited by small sample sizes and often by their retrospective design. Well designed studies are needed to demonstrate superiority of pharmoacogenetics to conventional dosing regimes.

Personalized therapy in pain management: where do we stand?

Genomic variations influencing response to pharmacotherapy of pain are currently under investigation. Drug-metabolizing enzymes represent a major target of ongoing research in order to identify associations between an individual's drug response and genetic profile. Polymorphisms of the cytochrome P450 enzymes (CYP2D6) influence metabolism of codeine, tramadol, hydrocodone, oxycodone and tricyclic antidepressants. Blood concentrations of some NSAIDs depend on CYP2C9 and/or CYP2C8 activity. Genomic variants of these genes associate well with NSAIDs' side effect profile. Other candidate genes, such as those encoding (opioid) receptors, transporters and other molecules important for pharmacotherapy in pain management, are discussed; however, study results are often equivocal. Besides genetic variants, further variables, for example, age, disease, comorbidity, concomitant medication, organ function as well as patients' compliance, may have an impact on pharmacotherapy and need to be addressed when pain therapists prescribe medication. Although pharmacogenetics as a diagnostic tool has the potential to improve patient therapy, well-designed studies are needed to demonstrate superiority to conventional dosing regimes.

Antagonistic effects of ondansetron and tramadol? A randomized placebo and active drug controlled study

Opposing effects of ondansetron and tramadol on the serotonin pathway have been suggested which possibly increase tramadol consumption and emesis when co-administered. In a randomized, double-blinded study, 179 patients received intravenous ondansetron, metoclopramide, or placebo for emesis prophylaxis. Analgesic regimen consisted of tramadol intraoperative loading and subsequent patient-controlled analgesia. Tramadol consumption and response to antiemetic treatment were compared. Additionally, plasma concentrations of ondansetron and (+)O-demethyltramadol and CYP2D6 genetic variants were analyzed as possible confounders influencing analgesic and antiemetic efficacy. Tramadol consumption did not differ between the groups. Response rate to antiemetic prophylaxis was superior in patients receiving ondansetron (85.0%) compared with placebo (66.7%, P = .046), with no difference to metoclopramide (69.5%). Less vomiting was reported in the immediate postoperative hours in the verum groups (ondansetron 5.0%, metoclopramide 5.1%) compared with placebo (18.6%; P = .01). Whereas plasma concentrations of (+)O-demethyltramadol were significantly correlated to CYP2D6 genotype, no influence was detected for ondansetron. Co-administration of ondansetron neither increased tramadol consumption nor frequency of PONV in this postoperative setting. PERSPECTIVE: Controversial findings were reported for efficacy of tramadol and ondansetron when co-administered due to their opposing serotonergic effects. Co-medication of these drugs neither increased postoperative analgesic consumption nor frequency of emesis in this study enrolling patients recovering from major surgery.

Matrix metalloproteinases and angiogenic factors: predictors of survival after radical prostatectomy for clinically organ-confined prostate cancer?

The aim of the present study was to investigate whether biomarkers improve the prediction of recurrence-free, disease-specific, and overall survival in patients with clinically localized prostate cancer. A tissue microarray was constructed from prostate specimens of 278 patients who underwent open radical retropubic prostatectomy for clinically localized prostate cancer. For immunohistochemical studies, antibodies were used against matrix metalloproteinase (MMP)-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9, MMP-13, and MMP-19, as well as against vascular endothelial growth factor, hypoxia-induced factor 1 , basic fibroblast growth factor, and cluster of differentiation 31. Univariate and multivariable analyses were performed to evaluate the potential predictors of overall, disease-specific, and recurrence-free survival. In univariate analysis of patients with clinically organ-confined prostate cancer, only higher expression levels of MMP-9 (hazard ratio [0.6], 95% CI 0.45-0.8) had a protective effect in terms of overall survival. This positive effect of high MMP-9 expression was also observed for recurrence-free (HR 0.88, 95% CI 0.78-0.99) and disease-specific survival (HR 0.5, 95% CI 0.36-0.73). In multivariable analysis, none of these potential markers was found to be an independent prognostic factor of survival. Of all MMPs and angiogenic factors tested, MMP-9 expression has the potential as a prognostic marker in patients undergoing radical prostatectomy for clinically organ-confined cases of prostate cancer.

Reliability, construct and criterion validity of the KIDSCREEN-10 score: a short measure for children and adolescents' well-being and health-related quality of life

Background To assess the criterion and construct validity of the KIDSCREEN-10 well-being and health-related quality of life (HRQoL) score, a short version of the KIDSCREEN-52 and KIDSCREEN-27 instruments. Methods The child self-report and parent report versions of the KIDSCREEN-10 were tested in a sample of 22,830 European children and adolescents aged 8–18 and their parents (n = 16,237). Correlation with the KIDSCREEN-52 and associations with other generic HRQoL measures, physical and mental health, and socioeconomic status were examined. Score differences by age, gender, and country were investigated. Results Correlations between the 10-item KIDSCREEN score and KIDSCREEN-52 scales ranged from r = 0.24 to 0.72 (r = 0.27–0.72) for the self-report version (proxy-report version). Coefficients below r = 0.5 were observed for the KIDSCREEN-52 dimensions Financial Resources and Being Bullied only. Cronbach alpha was 0.82 (0.78), test–retest reliability was ICC = 0.70 (0.67) for the self- (proxy-)report version. Correlations between other children self-completed HRQoL questionnaires and KIDSCREEN-10 ranged from r = 0.43 to r = 0.63 for the KIDSCREEN children self-report and r = 0.22–0.40 for the KIDSCREEN parent proxy report. Known group differences in HRQoL between physically/mentally healthy and ill children were observed in the KIDSCREEN-10 self and proxy scores. Associations with self-reported psychosomatic complaints were r = −0.52 (−0.36) for the KIDSCREEN-10 self-report (proxy-report). Statistically significant differences in KIDSCREEN-10 self and proxy scores were found by socioeconomic status, age, and gender. Conclusions Our results indicate that the KIDSCREEN-10 provides a valid measure of a general HRQoL factor in children and adolescents, but the instrument does not represent well most of the single dimensions of the original KIDSCREEN-52. Test–retest reliability was slightly below a priori defined thresholds.

Genome-wide meta-analysis increases to 71 the number of confirmed Crohn's disease susceptibility loci

We undertook a meta-analysis of six Crohn's disease genome-wide association studies (GWAS) comprising 6,333 affected individuals (cases) and 15,056 controls and followed up the top association signals in 15,694 cases, 14,026 controls and 414 parent-offspring trios. We identified 30 new susceptibility loci meeting genome-wide significance (P < 5 × 10 ? ? ). A series of in silico analyses highlighted particular genes within these loci and, together with manual curation, implicated functionally interesting candidate genes including SMAD3, ERAP2, IL10, IL2RA, TYK2, FUT2, DNMT3A, DENND1B, BACH2 and TAGAP. Combined with previously confirmed loci, these results identify 71 distinct loci with genome-wide significant evidence for association with Crohn's disease.

Sleep restriction attenuates amplitudes and attentional modulation of pain-related evoked potentials, but augments pain ratings in healthy volunteers

The experiment investigated the impact of sleep restriction on pain perception and related evoked potential correlates (laser-evoked potentials, LEPs). Ten healthy subjects with good sleep quality were investigated in the morning twice, once after habitual sleep and once after partial sleep restriction. Additionally, we studied the impact of attentional focussing on pain and LEPs by directing attention to (intensity discrimination) or away from the stimulus (mental arithmetic). Laser stimuli directed to the hand dorsum were rated as 30% more painful after sleep restriction (49+/-7 mm) than after a night of habitual sleep (38+/-7 mm). A significant interaction between attentional focus and sleep condition suggested that attentional focusing was less distinctive under sleep restriction. Intensity discrimination was preserved. In contrast, the amplitude of the early parasylvian N1 of LEPs was significantly smaller after a night of partial sleep restriction (-36%, p<0.05). Likewise, the amplitude of the vertex N2-P2 was significantly reduced (-34%, p<0.01); also attentional modulation of the N2-P2 was reduced. Thus, objective (LEPs) and subjective (pain ratings) parameters of nociceptive processing were differentially modulated by partial sleep restriction. We propose, that sleep reduction leads to an impairment of activation in the ascending pathway (leading to reduced LEPs). In contradistinction, pain perception was boosted, which we attribute to lack of pain control distinct from classical descending inhibition, and thus not affecting the projection pathway. Sleep-restricted subjects exhibit reduced attentional modulation of pain stimuli and may thus have difficulties to readily attend to or disengage from pain.

Iodine removal in intravenous dual-energy CT-cholangiography: Is virtual non-enhanced imaging effective to replace true non-enhanced imaging?

To evaluate whether virtual non-enhanced imaging (VNI) is effective to replace true non-enhanced imaging (TNI) applying iodine removal in intravenous dual-energy CT-cholangiography.

A randomized trial of effects of health risk appraisal combined with group sessions or home visits on preventive behaviors in older adults

Background. To explore effects of a health risk appraisal for older people (HRA-O) program with reinforcement, we conducted a randomized controlled trial in 21 general practices in Hamburg, Germany. Methods. Overall, 2,580 older patients of 14 general practitioners trained in reinforcing recommendations related to HRA-O-identified risk factors were randomized into intervention (n = 878) and control (n = 1,702) groups. Patients (n = 746) of seven additional matched general practitioners who did not receive this training served as a comparison group. Patients allocated to the intervention group, and their general practitioners, received computer-tailored written recommendations, and patients were offered the choice between interdisciplinary group sessions (geriatrician, physiotherapist, social worker, and nutritionist) and home visits (nurse). Results. Among the intervention group, 580 (66%) persons made use of personal reinforcement (group sessions: 503 [87%], home visits: 77 [13%]). At 1-year follow-up, persons in the intervention group had higher use of preventive services (eg, influenza vaccinations, adjusted odds ratio 1.7; 95% confidence interval 1.4–2.1) and more favorable health behavior (eg, high fruit/fiber intake, odds ratio 2.0; 95% confidence interval 1.6–2.6), as compared with controls. Comparisons between intervention and comparison group data revealed similar effects, suggesting that physician training alone had no effect. Subgroup analyses indicated favorable effects for HRA-O with personal reinforcement, but not for HRA-O without reinforcement. Conclusions. HRA-O combined with physician training and personal reinforcement had favorable effects on preventive care use and health behavior.