Intracellular Ca(2+) operates a switch between repair and lysis of streptolysin O-perforated cells

Pore-forming (poly)peptides originating from invading pathogens cause plasma membrane damage in target cells, with consequences as diverse as proliferation or cell death. However, the factors that define the outcome remain unknown. We show that in cells maintaining an intracellular Ca(2+) concentration [Ca(2+)](i) below a critical threshold of 10 microM, repair mechanisms seal off 'hot spots' of Ca(2+) entry and shed them in the form of microparticles, leading to [Ca(2+)](i) reduction and cell recovery. Cells that are capable of preventing an elevation of [Ca(2+)](i) above the critical concentration, yet are unable to complete plasma membrane repair, enter a prolonged phase of [Ca(2+)](i) oscillations, accompanied by a continuous shedding of microparticles. When [Ca(2+)](i) exceeds the critical concentration, an irreversible formation of ceramide platforms within the plasma membrane and their internalisation drives the dying cells beyond the 'point of no return'. These findings show that the extent of [Ca(2+)](i) elevation determines the fate of targeted cells and establishes how different Ca(2+)-dependent mechanisms facilitate either cell survival or death.

Class-switzched B cells display response to therapeutic B-cell depletion in rheumatoid arthritis

Introduction Reconstitution of peripheral blood (PB) B cells after therapeutic depletion with the chimeric anti-CD20 antibody rituximab (RTX) mimics lymphatic ontogeny. In this situation, the repletion kinetics and migratory properties of distinct developmental B-cell stages and their correlation to disease activity might facilitate our understanding of innate and adaptive B-cell functions in rheumatoid arthritis (RA). Methods Thirty-five 'RTX-naïve' RA patients with active arthritis were treated after failure of tumour necrosis factor blockade in an open-label study with two infusions of 1,000 mg RTX. Prednisone dose was tapered according to clinical improvement from a median of 10 mg at baseline to 5 mg at 9 and 12 months. Conventional disease-modifying antirheumatic drugs were kept stable. Subsets of CD19+ B cells were assessed by flow cytometry according to their IgD and CD27 surface expression. Their absolute number and relative frequency in PB were followed every 3 months and were determined in parallel in synovial tissue (n = 3) or synovial fluid (n = 3) in the case of florid arthritis. Results Six of 35 patients fulfilled the European League Against Rheumatism criteria for moderate clinical response, and 19 others for good clinical response. All PB B-cell fractions decreased significantly in number (P < 0.001) after the first infusion. Disease activity developed independently of the total B-cell number. B-cell repopulation was dominated in quantity by CD27-IgD+ 'naïve' B cells. The low number of CD27+IgD- class-switched memory B cells (MemB) in the blood, together with sustained reduction of rheumatoid factor serum concentrations, correlated with good clinical response. Class-switched MemB were found accumulated in flaring joints. Conclusions The present data support the hypothesis that control of adaptive immune processes involving germinal centre-derived, antigen, and T-cell-dependently matured B cells is essential for successful RTX treatment.

Environmental change within the Balkan region during the past ca. 50 ka recorded in the sediments from lakes Prespa and Ohrid

Abstract. Lakes Prespa and Ohrid, in the Balkan region, are considered to be amongst the oldest lakes in Europe. Both lakes are hydraulically connected via karst aquifers. From Lake Ohrid, several sediment cores up to 15m long have been studied over the last few years. Here, we document the first long sediment record from nearby Lake Prespa to clarify the influence of Lake Prespa on Lake Ohrid and the environmental history of the region. Radiocarbon dating and dated tephra layers provide robust age control and indicate that the 10.5m long sediment record from Lake Prespa reaches back to 48 ka. Glacial sedimentation is characterized by low organic matter content and absence of carbonates in the sediments, which indicate oligotrophic conditions in both lakes. Holocene sedimentation is characterized by particularly high carbonate content in Lake Ohrid and by particularly high organic matter content in Lake Prespa, which indicates a shift towards more mesotrophic conditions in the latter. Long-term environmental change and short-term events, such as related to the Heinrich events during the Pleistocene or the 8.2 ka cooling event during the Holocene, are well recorded in both lakes, but are only evident in certain proxies. The comparison of the sediment cores from both lakes indicates that environmental change affects particularly the trophic state of Lake Prespa due to its lower volume and water depth.

"Eventless" InsP 3 -dependent SR-Ca 2+ Release Affecting Atrial Ca 2+ Sparks

Augmented inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (InsP3R) function has been linked to a variety of cardiac pathologies, including cardiac arrhythmia. The contribution of inositol 1,4,5-trisphosphate-induced Ca2+ release (IP3ICR) in excitation-contraction coupling (ECC) under physiological conditions, as well as under cellular remodelling, remains controversial. Here we test the hypothesis that local IP3ICR directly affects ryanodine receptor (RyR) function and subsequent Ca2+-induced Ca2+ release in atrial myocytes. IP3ICR was evoked by UV-flash photolysis of caged InsP3 under whole-cell configuration of the voltage-clamp technique in atrial myocytes isolated from C57/BL6 mice. Photolytic release of InsP3 was accompanied by a significant increase in the Ca2+ release event frequency (4.14±0.72 vs. 6.20±0.76 events (100 μm)−1 s−1). These individual photolytically triggered Ca2+ release events were identified as Ca2+ sparks, which originated from RyR openings. This was verified by Ca2+ spark analysis and pharmacological separation between RyR and InsP3R-dependent sarcoplasmic reticulum (SR)-Ca2+ release (2-aminoethoxydiphenyl borate, xestospongin C, tetracaine). Significant SR-Ca2+ flux but eventless SR-Ca2+ release through InsP3R were characterized using SR-Ca2+ leak/SR-Ca2+ load measurements. These results strongly support the idea that IP3ICR can effectively modulate RyR openings and Ca2+ spark probability. We conclude that eventless and highly efficient InsP3-dependent SR-Ca2+ flux is the main mechanism of functional cross-talk between InsP3Rs and RyRs, which may be an important factor in the modulation of ECC sensitivity.

Excavation at Bakr Awa 2010 and 2011

The site of Bakr Awa is situated in north-eastern Iraq, in the Plain of Shahrizor. Excavations were undertaken in 1960/61by the Iraqi Department of Antiquities and 2010/11 by the University of Heidelberg/Germany. Occupation layers from the beginning of the Early Bronze Age tothe Ottoman period were uncoveredin the lower city and on the citadel. Archaeological evidence from the secondmillennium B.C. shows the most intensive settlement activities and apparent prosperity at Bakr Awa. Several forms of pottery, small finds and architecture reflect dynamic processes of cultural and political transformation at this site located in an area of transition between northern and southern Mesopotamia and western Iran.

Recent Increases in Atmospheric Concentrations of Bi, U, Cs, S and Ca from a 350-Year Mount Everest Ice Core Record

High-resolution major and trace elements (Sr, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Bi, U, Tl, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co) quantified in a Mount Everest ice core ( 6518 m above sea level) spanning the period 1650-2002 AD provides the first Asian record of trace element concentrations from the pre-industrial era, and the first continuous high-resolution Asian record from which natural baseline concentrations and subsequent changes due to anthropogenic activities can be examined. Modern concentrations of most elements remain within the pre-industrial range; however, Bi, U, and Cs concentrations and their enrichment factors (EF) have increased since the similar to 1950s, and S and Ca concentrations and their EFs have increased since the late 1980s. A comparison of the Bi, U, Cs, S, and Ca data with other ice core records and production data indicates that the increase in atmospheric concentrations of trace elements is widespread, but that enrichment varies regionally. Likely sources for the recent enrichment of these elements include mining, metal smelting, oil and coal combustion, and end uses for Bi, and mining and refinement for U and Cs. The source of the synchronous enrichment of Ca and S is less certain, but may be related to land use and environmental change.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Rainfall input, throughfall and stemflow of nutrients in a central African rain forest dominated by ectomycorrhizal trees

Incident rainfall is a major source of nutrient input to a forest ecosystem and the consequent throughfall and stemflow contribute to nutrient cycling. These rain-based fluxes were measured over 12 mo in two forest types in Korup National Park, Cameroon, one with low (LEM) and one with high (HEM) ectomycorrhizal abundances of trees. Throughfall was 96.6 and 92.4% of the incident annual rainfall (5370 mm) in LEM and HEM forests respectively; stemflow was correspondingly 1.5 and 2.2%. Architectural analysis showed that ln(funneling ratio) declined linearly with increasing ln(basal area) of trees. Mean annual inputs of N, P, K, Mg and Ca in incident rainfall were 1.50, 1.07, 7.77, 5.25 and 9.27 kg ha(-1), and total rain-based inputs to the forest floor were 5.0, 3.2, 123.4, 14.4 and 37.7 kg ha-1 respectively. The value for K is high for tropical forests and that for N is low. Nitrogen showed a significantly lower loading of throughfall and stemflow in HEM than in LEM forest, this being associated in the HEM forest with a greater abundance of epiphytic bryophytes which may absorb more N. Incident rainfall provided c. 35% of the gross input of P to the forest floor (i. e., rain-based plus small litter inputs), a surprisingly high contribution given the sandy P-poor soils. At the start of the wet season leaching of K from the canopy was particularly high. Calcium in the rain was also highest at this time, most likely due to washing off of dry-deposited Harmattan dusts. It is proposed that throughfall has an important `priming' function in the rapid decomposition of litter and mineralization of P at the start of the wet season. The contribution of P inputted from the atmosphere appears to be significant when compared to the rates of P mineralization from leaf litter.

Einheit der Diagnose und Vielheit der Therapien: Ergebnis haus- und kinderärztlicher Behandlung von Störungen der Aufmerksamkeit und Hyperaktivität bei Kindern und Jugendlichen 10 Jahre nach Integration verschiedener Behandlungsoptionen

Aufmerksamkeitsstörungen mit und ohne Hyperaktivität (AHDS/ ADS) gehören zu den häufigsten neuropsychiatrischen Diagnosen bei Kindern und Jugendlichen. Stimulantien haben einen hohen Stellenwert bei konventioneller multimodaler Behandlung und unerwünschte Auswirkungen, die nach anderen Therapieoptionen rufen. Es interessiert das Behandlungsergebnis einer einheitlich rekrutierten mit AD(H)S diagnostizierten Kohorte unter verschiedenen Therapieformen. Die Kinder, die nicht am Doppelblind-Versuch der Berner ADHSStudie (Frei H 2005) teilnahmen, werden in 3 diagnostische Gruppen klassifiziert: (A) AD(H)S-Diagnose und homöopathische Therapie (n = 12), (B) AD(H)S-Diagnose und vorwiegend andere Therapien (n = 13), (C) nicht eindeutige AD(H)S-Diagnose und verschiedene Therapieformen (n = 14). Der Behandlungsverlauf wird mit dem Conners’ Global Index (CGI) und offenen Fragen per Fragebogen oder Telefoninterview dokumentiert und überwiegend deskriptiv ausgewertet. Nach 10 Jahren gibt es CGI-Datensätze von 35/39 Personen (90%; 5 weiblich, 30 männlich). Die CGI-Differenz zwischen Diagnose (19.5, Bereich 14–28 Punkte) und Nachuntersuchung (8.7, 1–19) betrug für alle Patienten 10.8 Punkte (56%): in Gruppe A 61%, in den Gruppen B und C je 53%. Von den seit Rekrutierung einmal mit Methylphenidat (MPH, n = 22/39, 56%) behandelten Patienten waren 18 Patienten (82%), von den mit individueller Homöopathie Behandelten (n = 29/39, 75%) waren 17 Patienten (59%) im CGI mehr als 50% verbessert; je 7 Patienten bekamen beide Therapien. Bei 23/39 Patienten (60%) sind die MPHoder homöopathische Therapie abgeschlossen. Zwölf (12) Patienten sind noch in Behandlung: 9 mit MPH, 2 mit Homöopathie und 1 Patient mit beiden Therapien. Bei je drei Patienten waren homöopathische oder MPH-Medikamente nicht genügend erfolgreich, ein Patient erhielt ein Antidepressivum. In Übereinstimmung mit den CGI-Werten bezeichnen 25/35 Patienten (80%) ihr Befinden als besser. Sieben (7) Patienten (20%) bezeichnen ihr Befinden als gleich, obwohl die Differenz zum Ausgangswert mehr als 9 (10–14) Punkte (ca. 50% Besserung) beträgt. Der aktuelle CGI-Wert ist bei 4 dieser Patienten grösser als 14 Punkte und zeigt die Behandlungsbedürftigkeit an. Je 3 dieser 7 Patienten hatten oder haben noch MPH-Therapie mit einer Besserung von derzeit 40%. Die individuelle homöopathische Behandlung des AD(H)S scheint qualitativ der Stimulantientherapie ebenbürtig zu sein und kann deren Nebenwirkungen vermeiden.

Mehrstimmige Messen in Quellen aus Spanien, Portugal und Lateinamerika (ca.1490–1630)

Der Katalog inventarisiert alle erhaltenen und dokumentierten Quellen zwischen 1490 und 1630 aus dem iberischen und Lateinamerikanischen Raum, die mehrstimmige Ordinariumskompositionen, Requiemskompositionen oder Einzelsätze überliefern mit Quellenbeschreibung und Inhaltsangabe.