Schlafen und Schlafstörungen Sonderheft JPM vom Juli 2011

Liebe Leser,

der Präventionsgedanke rückt in der Medizin langsam aber unaufhaltsam in den Mittelpunkt. Denn anders werden wir die gesundheitlichen Herausforderungen unseres Zeit auch kostenmässig nicht bewältigen können. Dennoch ist die Prävention mit ihren oft einfachen aber sehr wirkungsvollen Maßnahmen noch nicht ausreichend in den Köpfen von Ärzten und Patienten verankert. Das journal of preventive medicine hat daher beschlossen, sich künftig zu jeweils hochaktuellen Problemen mit speziellen Themenheften an seine Leser zu wenden. Mit der Ausgabe „Schlaf“ stellen wir Ihnen unsere neue strategische Ausrichtung erstmals vor. Namhafte und führende Spezialisten informieren Sie jeweils über zentrale Aspekte des Schwerpunktthemas mit einem besonderen Focus auf den Gedanken der Prävention.

Mehr Infos in der PDF des Artikels…

Die EHEC-Epidemie mit gehäufter letaler Entwicklung des hämolytisch-urämischen Syndroms (HUS) entwickelt sich zu einer allgemeinen Gefahr, der – im Gegensatz zur Fukushima-Hysterie – letztlich jeder relevant ausgesetzt ist. Eine begründbar wirkungsvolle medikamentöse Prophylaxe konnte bisher nicht vorgeschlagen werden. Es liegen aber experimentelle Daten vor, die belegen, daß auch im Darmtrakt eine peptidabhängige natürliche Infektresistenz bei Läsionen jeglicher Art besteht, insbesondere für EHEC ist dieser Zusammenhang gesichert. Der Ausgleich des Vitamin D Mangels, der in Deutschland relevant und wissenschaftlich gesichert ist, ist eine allgemeinärztliche und fachärztliche Verpflichtung.

Vitamin D wird unter dem Einfluss des energiereichen UVB-Anteiles der  Sonnenstrahlung in der Haut gebildet . Diese Wirkung wurde  von FINSEN in Dänemark erstmalig erkannt und therapeutisch genutzt, während die genaue Vitamin D Struktur mit nachfolgender Synthesemöglichkeit durch  WINDAUS  in Deutschland aufgeklärt wurde – beide Leistungen schon im letzten Jahrtausend mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.

Während die skandinavischen Länder dieses Wissen seit jeher nutzen und  Vitamin D haltiges Fischöl zur Volksnahrung in allen Altersstufen gehört, zählt die konsequente Nutzung  dieser Erkenntnis durch Ärzte, Ärztekammern, Gesundheitsämter, medizinische Fakultäten, wissenschaftliche Gesellschaften und Gesundheitspolitik in Deutschland leider nicht zu den Pflichtaufgaben. Wir können daher im internationalen Vergleich in Deutschland ausgeprägten Vitamin D Mangel beobachten, wenn man von den ersten beiden Lebensjahren mit der bekannten Vitamin D Prophylaxe absieht.

Wenn man sich für ein langes und möglichst gesundes Leben entscheidet, dann sollte die Aufmerksamkeit neben Herz und Kreislauf vornehmlich der Infektionsresistenz, einem stabilen Immunsystem und ausreichender Knochendichte gelten.

Das ist der Grund, weshalb außerhalb von Deutschland  weltweit eine intensive Vitamin-D-Forschung stattfindet mit ca. 2000 Publikationen pro Jahr, denn Vitamin D moduliert relevante Anteile des Genoms , es hat an nahezu allen Körperzellen spezielle Rezeptoren und beeinflusst das Entzündungs- und Immungeschehen vielfältig neben der bekannten Bedeutung für den Knochenstoffwechsel.

Die besondere Bedeutung des Vitamin D für das Entzündungsgeschehen bei Haut – und Schleimhautverletzungen liegt darin, dass bei jeder Läsion  über einen Vitamin D abhängigen Prozess körpereigene antibiotisch wirkende Peptide ( Defensin, Cathelizidin ) freigesetzt werden, die die Entwicklung einer Infektion aus den vorhandenen Erregern verhindern können. Die unspezifische natürliche Sofortreaktion ist  Grundlage jeder Infektionsresistenz, sie ist bei Vitamin D Mangel stark geschwächt.

Dieser Zusammenhang ist tierexperimentell auch gut belegt für EHEC-Infektionen, ohne daß diese Kenntnisse bisher als Motivation zum Abbau des ohnehin als sinnvoll erachteten Abbaus des Vitamin D Mangels geführt hätte. In Anbetracht der völligen Ratlosigkeit der staatlichen Institutionen hinsichtlich einer neben bekannten Hygienemaßnahmen begründbaren Vorsorge sollten diese Kenntnisse konsequent genutzt und  als Empfehlung an Familien, Freunde und Patienten vermittelt werden.

In der Pädiatrie und Pneumologie sind die diese Zusammenhänge schon besser bekannt. Aktuelle Untersuchungen aus Japan zeigen, dass Kinder unter ausreichender Vitamin D Versorgung eine geringere Häufigkeit von Influenza A Viren in der Nasenschleimhaut aufweisen und bei Asthma bronchiale viel weniger Asthmaanfälle bekommen. Der gleiche Zusammenhang gilt für die kindliche Bronchiolitis in den Wüstenländern mit schwerem Vitamin D Mangel, denn die Sonne wird dort konsequent gemieden.

Die Qualität der natürlichen Infektresistenz ist bei jeder saisonalen Erkältungserkrankung oder viralen Grippeerkrankung ausschlaggebend dafür, ob diese durch begleitende Behandlung unterstützt milde verläuft oder nach  bakterieller Infektion mit eitrigen  Komplikationen, die der intensiven Antibiotikabehandlung bedürfen mit Arbeitsunfähigkeit  und Bettlägrigkeit. Bei greisen Patienten bedeutet das nicht selten schwerste Lebensgefahr.

Bei ausgeglichenem Vitamin D Mangel treten Scheideninfektionen bei Schwangeren nur sehr selten auf und bei Pfeiffer`schem Drüsenfieber („Studentenküsskrankheit“) konnte man nachweisen, daß das Ebstein-Barr-Virus den Vitamin D Rezeptor blockiert. Dazu liegen erstaunliche Einzelberichte vor über spektakuläre Heilungserfolge durch hochdosierte Vitamin D Gaben.

Vitamin D als Immunmodulator ist ein Schutz- und Präventionsfaktor bei Krebserkrankungen, insbesondere bei Tumoren des Magen-Darm-Traktes, Prostatakrebs und Brustkrebs. Dies ist aus wissenschaftlicher Sicht schwierig überzeugend nachzuweisen.

Diese Erfahrungen kann man konsequent nutzen, so wie  es in den skandinavischen Ländern seit Jahrzehnten üblich ist, ohne dass das dort erst durch statistisch fundierte  wissenschaftliche Arbeit zweifelsfrei begründet werden musste. Es reichte die kluge Beobachtung und die Erfahrung einer Bevölkerung, die sich seit Jahrhunderten in hohem Umfang durch Fisch ernährt. Epidemiologische Untersuchungen aus Finnland belegen, dass Menschen ohne Vitamin D Mangel deutlich länger leben.

In Deutschland wird der Vitamin D Mangel mit seinen weitreichenden Folgen durch die wissenschaftlich orientierte Hochschulmedizin kaum wahrgenommen. So bedurfte es der Bemühungen der ökotrophologischen Forschung und ihrer Publikationsmöglichkeiten die vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse ernst zu nehmen und interessierten Kreisen nahe zu bringen.

Einige grundlegende Fakten :

• Im sommerlichen Sonnenlicht entstehen in der ungeschützten Haut innerhalb einer halben Stunde ca. 10000 Einheiten Vitamin D. Längere Sonnenexposition führt nicht zu mehr Vitamin D Bildung.
• Über diesen Zeitraum von 30 Minuten  – bei hellem Hauttyp kürzer, bei dunklem Hauttyp länger –  darf und muss man auf  Sonnenschutzmittel verzichten
• Untersuchungen in Deutschland zeigen: nur  25% der Bevölkerung erreichen die untere Grenze der Norm für 25(OH)-Vitamin D im Blut ( 75 nmol/l  bzw. 30 ng/ml )
• Bei Einnahme von Vitamin D sind  keine unmittelbaren Wirkungen zu erwarten, denn Vitamin D  entwickelt seine biologische Wirkung als Hormon erst durch Aktivierung in Leber, Niere und den Körpergeweben, es hat also keine unmittelbare Wirkung.
• 25(OH)-Vitamin D ist das in der Leber aktivierte Vitamin D. Der nachweisbare Konzentrationsanstieg im Blut während der Sommermonate reicht bei den derzeitigen Lebensgewohnheiten in Deutschland nicht für eine ausreichende Vitamin D Versorgung aus.
• Zum nachhaltigen Ausgleich des Vitamin D Mangels in Deutschland  beträgt der tägliche Bedarf an Vitamin D3  50 Einheiten (1,25 mikrogr) pro Kilogramm Körpergewicht in jedem Lebensalter.
• Den individuellen gewichtsbezogenen täglichen Vitamin D Bedarf kann man durch tägliche oder wöchentliche Einnahme geeigneter Präparate ganzjährig sicherstellen.
• Die Einnahme von Vitamin D3 als Tablette bis 1000 E/Tag für Kinder und 2000 E/Tag für Erwachsene ist unbedenklich, Präparate in dieser Dosierung sind daher verschreibungsfrei und nicht apothekenpflichtig.
• Dosierungen über 2000 E / Tag bei Erwachsenen und 1000 E / Tag bei Kindern bedürfen der ärztlichen Beratung und Kontrolle.
• Hochdosis-Behandlungen zur unmittelbaren Verbesserung des Infektionsschutzes oder bei extremem Vitamin D Mangel sind unter ärztlicher Kontrolle unbedenklich:
  • Täglich 20.000 E Vitamin D3  ( Dekristol 20000E )  über 14 Tage
  • anschließend  20.000 E / 40.000 E Vitamin D3 pro Woche bei < 80 / > 80 kg Körpergewicht
  • Vitamin D ist fettlöslich, die Einnahme in öliger Lösung daher besonders wirksam. Dafür stehen auch höher dosierte apothekenpflichtige Präparate zu Verfügung.
  • Natürliche Öle mit Vitamin D Zusatz sind für Kinder gut geeignet, aber auch  bei Allergien gegen Tablettenträgersubstanzen und insbesondere bei  besonderen Reinheitsansprüchen aus konfessionellen Gründen.
  • Der Ausgleich des Vitamin D Mangels durch geeignete fischreiche Ernährung ist theoretisch möglich,  jedoch mit unangemessener Kalorienzufuhr verbunden und unverhältnismäßig teuer.

Vitamin D Mangel ist  in Deutschland in erster Linie bedingt durch die allgemeine Ahnungslosigkeit auf dem Boden des Versagens der dafür zuständigen Institutionen. Das führt in Deutschland  leider auch dazu, daß die Empfehlungen der wissenschaftlichen Fachgesellschaften und vieler  Apotheken zur ausreichenden wirkungsvollen Dosierung zumeist nicht dem aktuellen Stand der wissenschaftlich gesicherten Kenntnis entsprechen. Von verantwortungsvollen, gut informierten Ärzten verordnete Dosierungen werden daher nicht selten angezweifelt und teilweise sogar abgelehnt.

Die Notwendigkeit dieser Empfehlung erwächst aus der heutigen Lebensführung, der damit verbundenen Ernährung und der Tatsache, dass man heute nicht mehr mit 50 Jahren stirbt, sondern  bei Tatenlosigkeit die unangenehmen Folgen des Vitamin D Mangels erleben wird.

Weitere Infos bei: www.profmahlstedt.de

Autor:   William B. Grant, Ph.D.

Sunlight, Nutrition, and Health Research Center (SUNARC)

P.O. Box 641603

San Francisco, CA 94164-1603, USA

www.sunarc.org

wbgrant@infionline.net

Der mögliche aktuelle Zusammenhang zwischen EHEC-Infektionen und Vitamin D Mangel wurde m.E. erstmals erwogen durch Raimund von Helden http://www.vitamindelta.de/ehec.html

J Immunol. 2005 Apr 15;174(8):4901-7.

Cathelicidin mediates innate intestinal defense against

colonization with epithelial adherent bacterial pathogens.

Iimura M, Gallo RL, Hase K, Miyamoto Y, Eckmann L, Kagnoff MF.

Source

Department of Medicine, University of California at San Diego, La Jolla, CA 92093-0623, USA.

Abstract

Cathelicidin-related antimicrobial peptide (mCRAMP), the sole murine cathelicidin, is encoded by the gene Cnlp. We show that mCRAMP expression in the intestinal tract is largely restricted to surface epithelial cells in the colon. Synthetic mCRAMP had antimicrobial activity against the murine enteric pathogen Citrobacter rodentium, which like the related clinically important human pathogens enteropathogenic Escherichia coli and enterohemorrhagic E. coli, adheres to the apical membrane of intestinal epithelial cells. Colon epithelial cell extracts from Cnlp+/+ mice had significantly greater antimicrobial activity against C. rodentium than those of mutant Cnlp-/- mice that lack mCRAMP. Cnlp-/- mice developed significantly greater colon surface and crypt epithelial cell colonization, surface epithelial cell damage, and systemic dissemination of infection than Cnlp+/+ mice after oral infection with C. rodentium. Moreover, Cnlp+/+ mice were protected from oral infections with C. rodentium inocula that infected the majority of Cnlp-/- mice. These results establish cathelicidin as an important component of innate antimicrobial defense in the colon.

Additional support:

Biochim Biophys Acta. 2006 Sep;1758(9):1408-25. Epub 2006 Apr 4.

LL-37, the only human member of the cathelicidin family of

antimicrobial peptides.

Dürr UH, Sudheendra US, Ramamoorthy A.

Source

Biophysics Research Division and Department of Chemistry, 930 N. University Avenue, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1055, USA.

Abstract

Antimicrobial peptides and their precursor molecules form a central part of human and mammalian innate immunity. The underlying genes have been thoroughly investigated and compared for a considerable number of species, allowing for phylogenetic characterization. On the phenotypical side, an ever-increasing number of very varied and distinctive influences of antimicrobial peptides on the innate immune system are reported. The basic biophysical understanding of mammalian antimicrobial peptides, however, is still very limited. This is especially unsatisfactory since knowledge of structural properties will greatly help in the understanding of their immunomodulatory functions. The focus of this review article will be on LL-37, the only cathelicidin-derived antimicrobial peptide found in humans. LL-37 is a 37-residue, amphipathic, helical peptide found throughout the body and has been shown to exhibit a broad spectrum of antimicrobial activity. It is expressed in epithelial cells of the testis, skin, the gastrointestinal tract, and the respiratory tract, and in leukocytes such as monocytes, neutrophils, T cells, NK cells, and B cells. It has been found to have additional defensive roles such as regulating the inflammatory response and chemo-attracting cells of the adaptive immune system to wound or infection sites, binding and neutralizing LPS, and promoting re-epthelialization and wound closure. The article aims to report the known biophysical facts, with an emphasis on structural evidence, and to set them into relation with insights gained on phylogenetically related antimicrobial peptides in other species. The multitude of immuno-functional roles is only outlined. We believe that this review will aid the future work on the biophysical, biochemical and immunological investigations of this highly intriguing molecule.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Apr 19;108(16):E77-81. Epub 2011 Apr 4.

PNAS Plus: Real-time attack on single Escherichia coli cells by

the human antimicrobial peptide LL-37.

Sochacki KA, Barns KJ, Bucki R, Weisshaar JC.

Source

Department of Chemistry, University of Wisconsin, Madison, WI 53706.

Abstract

Natural antimicrobial peptides (AMPs) provide prototypes for the design of unconventional antimicrobial agents. Existing bulk assays measure AMP activity but do not provide details of the growth-halting mechanism. We use fluorescence microscopy to directly observe the attack of the human antimicrobial peptide LL-37 on single Escherichia coli cells in real time. Our findings strongly suggest that disruption of the cytoplasmic membrane is not the growth-halting mechanism. At 8 μM, LL-37 binding saturates the outer membrane (OM) within 1 min. Translocation across the OM and access to the periplasmic space (5-25 min later) correlates in time with the halting of growth. Septating cells are attacked more readily than nonseptating cells. The halting of growth may occur because of LL-37 interference with cell wall biogenesis. Only well after growth halts does the peptide permeabilize the cytoplasmic membrane to GFP and the small dye Sytox Green. The assay enables dissection of antimicrobial design criteria into two parts: translocation across the OM and the subsequent halting of growth.

PLoS Pathog. 2010 Jul 22;6(7):e1001010.

Uropathogenic Escherichia coli modulates immune responses

and its curli fimbriae interact with the antimicrobial peptide

LL-37.

Kai-Larsen Y, Lüthje P, Chromek M, Peters V, Wang X, Holm A, Kádas L, Hedlund KO, Johansson J, Chapman MR, Jacobson SH, Römling U, Agerberth B, Brauner A.

Source

Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.

Abstract

Bacterial growth in multicellular communities, or biofilms, offers many potential advantages over single-cell growth, including resistance to antimicrobial factors. Here we describe the interaction between the biofilm-promoting components curli fimbriae and cellulose of uropathogenic E. coli and the endogenous antimicrobial defense in the urinary tract. We also demonstrate the impact of this interplay on the pathogenesis of urinary tract infections. Our results suggest that curli and cellulose exhibit differential and complementary functions. Both of these biofilm components were expressed by a high proportion of clinical E. coli isolates. Curli promoted adherence to epithelial cells and resistance against the human antimicrobial peptide LL-37, but also increased the induction of the proinflammatory cytokine IL-8. Cellulose production, on the other hand, reduced immune induction and hence delayed bacterial elimination from the kidneys. Interestingly, LL-37 inhibited curli formation by preventing the polymerization of the major curli subunit, CsgA. Thus, even relatively low concentrations of LL-37 inhibited curli-mediated biofilm formation in vitro. Taken together, our data demonstrate that biofilm components are involved in the pathogenesis of urinary tract infections by E. coli and can be a target of local immune defense mechanisms.

Microbiology. 2010 Feb;156(Pt 2):570-8. Epub 2009 Nov 19.

Different effects of transcriptional regulators MarA, SoxS and

Rob on susceptibility of Escherichia coli to cationic

antimicrobial peptides (CAMPs): Rob-dependent CAMP

induction of the marRAB operon.

Warner DM, Levy SB.

Source

Center for Adaptation Genetics and Drug Resistance, Tufts University School of Medicine, Boston, MA 02111, USA.

Abstract

Cationic antimicrobial peptides (CAMPs), a component of the mammalian immune system, protect the host from bacterial infections. The roles of the Escherichia coli transcriptional regulators MarA, SoxS and Rob in susceptibility to these peptides were examined. Overexpression of marA, either in an antibiotic-resistant marR mutant or from a plasmid, decreased bacterial susceptibility to CAMPs. Overexpression of the soxS gene from a plasmid, which decreased susceptibility to antibiotics, unexpectedly caused no decrease in CAMP susceptibility; instead it produced increased susceptibility to different CAMPs. Deletion or overexpression of rob had little effect on CAMP susceptibility. The marRAB operon was upregulated when E. coli was incubated in sublethal amounts of CAMPs polymyxin B, LL-37 or human beta-defensin-1; however, this upregulation required Rob. Deletion of acrAB increased bacterial susceptibility to polymyxin B, LL-37 and human beta-defensin-1 peptides. Deletion of tolC yielded an even greater increase in susceptibility to these peptides and also led to increased susceptibility to human alpha-defensin-2. Inhibition of cellular proton-motive force increased peptide susceptibility for wild-type and acrAB deletion strains; however, it decreased susceptibility of tolC mutants. These findings demonstrate that CAMPs are both inducers of marA-mediated drug resistance through interaction with Rob and also substrates for efflux in E. coli. The three related transcriptional regulators show different effects on bacterial cell susceptibility to CAMPs.

Eur J Gastroenterol Hepatol. 2008 Dec;20(12):1151-8.

Antimicrobial host defense in the upper gastrointestinal tract.

Hosaka Y, Koslowski M, Nuding S, Wang G, Schlee M, Schäfer C, Saigenji K, Stange EF, Wehkamp J.

Source

Margarete Fischer-Bosch-Institute of Clinical Pharmacology, Stuttgart, Germany.

Abstract

BACKGROUND:

With the exception of fungi, microbial infections are rare in the oesophagus. Herein, we aimed to systematically assess the distribution and quantity of different antimicrobial host factors as well as, for the first time, functional mucosal antimicrobial activity in the upper gastrointestinal tract.

METHODS:

We investigated biopsies from the healthy oesophagus, three different locations in the stomach and the duodenum in a total of 12 individuals. Using real-time PCR with external standards, we compared absolute expression of mRNA encoding antimicrobial peptides including defensins, cathelicidin, bactericidal/permeability-increasing protein, psoriasin, and elafin. In addition, we performed immunostaining for human-beta-defensin-1 (HBD1), elafin, and psoriasin. To test functional relevance, we assessed antimicrobial as well as antifungal activity of cationic extracts from biopsies against E. coli ATCC 25922 and a clinical isolate of Candida albicans.

RESULTS:

In contrast to HBD1 which was similarly expressed in all tissues, inducible beta-defensins in the healthy oesophagus were much higher compared with the stomach and duodenum (for HBD2-4: P<0.01). In addition, the antiproteases elafin and psoriasin were also predominantly expressed in the oesophagus (P<0.005). In contrast, LL-37 and bactericidal/permeability-increasing protein were only marginally expressed. Cationic tissue extracts from both the oesophagus as well as the stomach showed potent antibacterial activity against E. coli. Consistent with susceptibility to Candida infection, the esophageal extracts exhibited a weaker activity against C. albicans (P=0.026).

CONCLUSION:

Despite dominant expression of antimicrobial host peptides, oesophageal tissue shows a weakened potency to kill C. albicans. These data suggest an important role of yet unknown antimicrobial molecules.

Front Biosci. 2008 May 1;13:3760-7.

The role of the multifunctional peptide LL-37 in host defense.

Kai-Larsen Y, Agerberth B.

Source

Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institutet, SE-171 77 Stockholm, Sweden. ylva.kai-larsen@ki.se

Abstract

Neutrophil granules contain several antimicrobial peptides (AMPs) that are important effector molecules of innate immunity. In mammals, the main families of these peptides are the cathelicidins and defensins. Several defensins have been characterized in humans, while there is only one human cathelicidin, designated LL-37. This peptide is stored in specific granules of neutrophils in an inactive proform, which is processed extracellularly to the mature active peptide LL-37 and the propart cathelin after neutrophil degranulation. Apart from exhibiting a broad antimicrobial spectra, it is now evident that LL-37 possesses several additional functions that are related to host defense. Examples of such functions are chemotactic, endotoxin neutralizing, angiogenic and wound healing activities. These effects of LL-37 reveal a role as a mediator between innate and adaptive immunity. This review is giving an overview of the different immunological effects exerted by LL-37 and the physiological significance of these functions in immunity.

Pediatr Res. 2007 May;61(5 Pt 1):530-6.

Antimicrobial components of the neonatal gut affected upon colonization.

Kai-Larsen Y, Bergsson G, Gudmundsson GH, Printz G, Jörnvall H, Marchini G, Agerberth B.

Source

Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institutet, SE-171 77 Stockholm, Sweden.

Abstract

Antimicrobial peptides (AMP) produced throughout our body are important effectors in the defense barrier of innate immunity. Here, we have analyzed antimicrobial activity and polypeptide composition of meconium versus neonatal feces to address the development of antimicrobial defense of the neonatal gut. Extracts of meconium exhibited antimicrobial activity against Bacillus megaterium, Escherichia coli, and group B streptococci (GBS) but not against the yeast Candida albicans. Extracts of neonatal feces were found to possess low activity against E. coli, GBS, and C. albicans. However, the anti-B. megaterium activity was higher in the fecal extracts than in meconium. All activities were reduced or abolished when salt was added to the antimicrobial assay. The AMP cathelicidin LL-37, alpha-defensin HNP-1-2, alpha-defensin HD 5, and lysozyme were identified in both meconium and fecal extracts. In addition, HNP-3 and a fragment of azurocidin were found in meconium, whereas the holoprotein azurocidin was detected in feces. In meconium, histones H2A and H4 were isolated and identified by their antimicrobial activity. Notably, LL-37 and lysozyme were found at significantly higher levels in feces than in meconium. Our findings reveal that meconium and feces contain AMP, acting in the defense of the neonatal gut, and may be implicated in the control of the initial colonization.

Antimicrob Agents Chemother. 2006 May;50(5):1672-9.

LL-37 protects rats against lethal sepsis caused by

gram-negative bacteria.

Cirioni O, Giacometti A, Ghiselli R, Bergnach C, Orlando F, Silvestri C, Mocchegiani F, Licci A, Skerlavaj B, Rocchi M, Saba V, Zanetti M, Scalise G.

Source

Università Politecnica delle Marche, Clinica Malattie Infettive, c/o Ospedale Regionale, Via Conca 71, 60020 Torrette, Ancona, Italy.

Abstract

We investigated the efficacy of LL-37, the C-terminal part of the only cathelicidin in humans identified to date (termed human cationic antimicrobial protein), in three experimental rat models of gram-negative sepsis. Adult male Wistar rats (i) were given an intraperitoneal injection of 1 mg Escherichia coli 0111:B4 LPS, (ii) were given 2 x 10(10) CFU of Escherichia coli ATCC 25922, or (iii) had intra-abdominal sepsis induced via cecal ligation and puncture. For each model, all animals were randomized to receive intravenously isotonic sodium chloride solution, 1-mg/kg LL-37, 1-mg/kg polymyxin B, 20-mg/kg imipenem, or 60-mg/kg piperacillin. Lethality; growth of bacteria in blood, peritoneum, spleen, liver, and mesenteric lymph nodes; and endotoxin and tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) concentrations in plasma were evaluated. All compounds reduced lethality compared to levels in controls. Endotoxin and TNF-alpha plasma levels were significantly higher in conventional antibiotic-treated rats than in LL-37- and polymyxin B-treated animals. All drugs tested significantly reduced bacterial growth compared to saline treatment. No statistically significant differences between LL-37 and polymyxin B were noted for antimicrobial and antiendotoxin activities. LL-37 and imipenem proved to be the most effective treatments in reducing all variables measured. Due to its multifunctional properties, LL-37 may become an important future consideration for the treatment of sepsis.

Expert Opin Ther Targets. 2007 Aug;11(8):993-1004.

Cathelicidins and functional analogues as antisepsis molecules.

Mookherjee N, Rehaume LM, Hancock RE.

Source

University of British Columbia, Centre for Microbial Diseases and Immunity Research, Department of Microbiology and Immunology, Vancouver, BC, Canada.

Abstract

The emergence of antibiotic-resistant bacteria together with the limited success of sepsis therapeutics has lead to an urgent need for the development of alternative strategies for the treatment of systemic inflammatory response syndrome and related disorders. Immunomodulatory compounds that do not target the pathogen directly (therefore limiting the development of pathogen resistance), and target multiple inflammatory mediators, are attractive candidates as novel therapeutics. Cationic host defence peptides such as cathelicidins have been demonstrated to be selectively immunomodulatory in that they can confer anti-infective immunity and modulate the inflammatory cascade through multiple points of intervention. The human cathelicidin LL-37, for example, has modest direct antimicrobial activity under physiological conditions, but has been demonstrated to have potent antiendotoxin activity in animal models, as well as the ability to resolve certain bacterial infections. A novel synthetic immunomodulatory peptide, IDR-1, built on this same theme has no direct antimicrobial activity, but is effective in restricting many types of infection, while limiting pro-inflammatory responses. The ability of these peptides to selectively suppress harmful pro-inflammatory responses, while maintaining beneficial infection-fighting components of host innate defences makes them a good model for antisepsis therapies that merit further investigation.

J Transl Med. 2009 Apr 23;7:28.

Alterations in vitamin D status and anti-microbial peptide levels

in patients in the intensive care unit with sepsis.

Jeng L, Yamshchikov AV, Judd SE, Blumberg HM, Martin GS, Ziegler TR, Tangpricha V.

Source

Division of Endocrinology, Diabetes & Lipids, Department of Medicine, Emory University School of Medicine, Atlanta, GA, USA. jengleo@gmail.com

Abstract

BACKGROUND:

Vitamin D insufficiency is common in hospitalized patients. Recent evidence suggests that vitamin D may enhance the innate immune response by induction of cathelicidin (LL-37), an endogenous antimicrobial peptide produced by macrophages and neutrophils. Thus, the relationship between vitamin D status and LL-37 production may be of importance for host immunity, but little data is available on this subject, especially in the setting of human sepsis syndrome and other critical illness.

METHODS:

Plasma concentrations of 25-hydroxyvitamin D (25(OH)D), vitamin D binding protein (DBP) and LL-37 in critically ill adult subjects admitted to intensive care units (ICUs) with sepsis and without sepsis were compared to healthy controls.

RESULTS:

Critically ill subjects had significantly lower plasma 25(OH)D concentrations compared to healthy controls. Mean plasma LL-37 levels were significantly lower in critically ill subjects compared to healthy controls. Vitamin D binding protein levels in plasma were significantly lower in critically ill subjects with sepsis compared to critically ill subjects without sepsis. There was a significant positive association between circulating 25(OH)D and LL-37 levels.

CONCLUSION:

This study demonstrates an association between critical illness and lower 25(OH)D and DBP levels in critically ill patients as compared to healthy controls. It also establishes a positive association between vitamin D status and plasma LL-37, which suggests that systemic LL-37 levels may be regulated by vitamin D status. Optimal vitamin D status may be important for innate immunity especially in the setting of sepsis. Further invention studies to examine this association are warranted.

J Immunol. 2007 Jun 1;178(11):7190-8.

IFN-gamma- and TNF-independent vitamin D-inducible human

suppression of mycobacteria: the role of cathelicidin LL-37.

Martineau AR, Wilkinson KA, Newton SM, Floto RA, Norman AW, Skolimowska K, Davidson RN, Sørensen OE, Kampmann B, Griffiths CJ, Wilkinson RJ.

Source

Wellcome Trust Center for Research in Clinical Tropical Medicine, Division of Medicine, Wright Fleming Institute, Imperial College London, United Kingdom.

Erratum in

• J Immunol. 2007 Dec 15;179(12):8569-70.

Abstract

Vitamin D deficiency is associated with susceptibility to tuberculosis, and its biologically active metabolite, 1alpha,25 dihydroxyvitamin D(3) (1alpha,25(OH)(2)D(3)), has pleiotropic immune effects. The mechanisms by which 1alpha,25(OH)(2)D(3) protects against tuberculosis are incompletely understood. 1alpha,25(OH)(2)D(3) reduced the growth of mycobacteria in infected human PBMC cultures in a dose-dependent fashion. Coculture with agonists or antagonists of the membrane or nuclear vitamin D receptors indicated that these effects were primarily mediated by the nuclear vitamin D receptors. 1alpha,25(OH)(2)D(3) reduced transcription and secretion of protective IFN-gamma, IL-12p40, and TNF in infected PBMC and macrophages, indicating that 1alpha,25(OH)(2)D(3) does not mediate protection via these cytokines. Although NOS2A was up-regulated by 1alpha,25(OH)(2)D(3), inhibition of NO formation marginally affected the suppressive effect of 1alpha,25(OH)(2)D(3) on bacillus Calmette Guérin in infected cells. By contrast, 1alpha,25(OH)(2)D(3) strongly up-regulated the cathelicidin hCAP-18 gene, and some hCAP-18 polypeptide colocalized with CD14 in 1alpha,25(OH)(2)D(3) stimulated PBMC, although no detectable LL-37 peptide was found in supernatants from similar 1alpha,25(OH)(2)D(3)-stimulated PBMC cultures. A total of 200 mug/ml of the active peptide LL-37, in turn, reduced the growth of Mycobacterium tuberculosis in culture by 75.7%. These fi

J Immunol. 2007 Aug 15;179(4):2060-3.

Cutting edge: vitamin D-mediated human antimicrobial activity

against Mycobacterium tuberculosis is dependent on the

induction of cathelicidin.

Liu PT, Stenger S, Tang DH, Modlin RL.

Source

Division of Dermatology, Department of Medicine, David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA.

Abstract

Host defense against intracellular pathogens depends upon innate and adaptive antimicrobial effector pathways. TLR2/1-activation of monocytes leads to the vitamin D-dependent production of cathelicidin and, at the same time, an antimicrobial activity against intracellular Mycobacterium tuberculosis. To determine whether induction of cathelicidin was required for the vitamin D-triggered antimicrobial activity, the human monocytic cell line THP-1 was infected with M. tuberculosis H37Ra and then activated with the active vitamin D hormone 1,25-dihydroxyvitamin D(3) (1,25D(3)). 1,25D(3) stimulation resulted in antimicrobial activity against intracellular M. tuberculosis and expression of cathelicidin mRNA and protein. Using small interfering RNA (siRNA) specific for cathelicidin, 1,25D(3)-induced cathelicidin mRNA and protein expressions were efficiently knocked down, whereas a nonspecific siRNA control had little effect. Finally, 1,25D(3)-induced antimicrobial activity was completely inhibited in the presence of siRNA against cathelicidin, instead leading to enhanced intracellular growth of mycobacteria. These data demonstrate that cathelicidin is required for the 1,25D(3)-triggered antimicrobial activity against intracellular M. tuberculosis.

J Steroid Biochem Mol Biol. 2010 Jul;121(1-2):234-8. Epub 2010 Mar 17.

Vitamin D as an inducer of cathelicidin antimicrobial peptide

expression: past, present and future.

White JH.

Source

Department of Physiology, McGill University, Montreal, QC, Canada. john.white@mcgill.ca

Abstract

Vitamin D was discovered as the preventive agent of nutritional rickets, a defect in bone development due to inadequate uptake of dietary calcium. However, a variety of studies over the last several years has revealed that vitamin D controls much more than calcium homeostasis. For example, recent research has underlined the key role of vitamin D signaling in regulation of innate immunity in humans. Vitamin D is converted to 25-hydroxyvitamin D (25D), its major circulating form, and then to hormonal 1,25-dihydroxyvitamin D (1,25D) in target cells. We now know that when cells of the immune system such a macrophages sense a bacterial infection they acquire the capacity to convert circulating 25D into 1,25D. Moreover, 1,25D thus produced is a direct inducer of expression of genes encoding antimicrobial peptides, in particular cathelicidin antimicrobial peptide (CAMP). Antimicrobial peptides such as CAMP are vanguards of innate immune responses to bacterial infection and can act as signaling molecules to regulate immune system function. This review covers what we have learned in the past few years about the expression and function of CAMP under physiological and pathophysiological conditions, and addresses the potential future applications of vitamin D analogues to therapeutic regulation of CAMP expression.

Lancet. 2011 Jan 15;377(9761):242-50. Epub 2011 Jan 5.

High-dose vitamin D(3) during intensive-phase antimicrobial

treatment of pulmonary tuberculosis: a double-blind

randomised controlled trial.

Martineau AR, Timms PM, Bothamley GH, Hanifa Y, Islam K, Claxton AP, Packe GE, Moore-Gillon JC, Darmalingam M, Davidson RN, Milburn HJ, Baker LV, Barker RD, Woodward NJ, Venton TR, Barnes KE, Mullett CJ, Coussens AK, Rutterford CM, Mein CA, Davies GR, Wilkinson RJ, Nikolayevskyy V, Drobniewski FA, Eldridge SM, Griffiths CJ.

Source

Queen Mary University of London, Barts and The London School of Medicine and Dentistry, London, UK. a.martineau@qmul.ac.uk

Abstract

BACKGROUND:

Vitamin D was used to treat tuberculosis in the pre-antibiotic era, and its metabolites induce antimycobacterial immunity in vitro. Clinical trials investigating the effect of adjunctive vitamin D on sputum culture conversion are absent.

METHODS:

We undertook a multicentre randomised controlled trial of adjunctive vitamin D in adults with sputum smear-positive pulmonary tuberculosis in London, UK. 146 patients were allocated to receive 2·5 mg vitamin D(3) or placebo at baseline and 14, 28, and 42 days after starting standard tuberculosis treatment. The primary endpoint was time from initiation of antimicrobial treatment to sputum culture conversion. Patients were genotyped for TaqI and FokI polymorphisms of the vitamin D receptor, and interaction analyses were done to assess the influence of the vitamin D receptor genotype on response to vitamin D(3). This trial is registered with ClinicalTrials.gov number NCT00419068.

FINDINGS:

126 patients were included in the primary efficacy analysis (62 assigned to intervention, 64 assigned to placebo). Median time to sputum culture conversion was 36·0 days in the intervention group and 43·5 days in the placebo group (adjusted hazard ratio 1·39, 95% CI 0·90-2·16; p=0.14). TaqI genotype modified the effect of vitamin D supplementation on time to sputum culture conversion (p(interaction)=0·03), with enhanced response seen only in patients with the tt genotype (8·09, 95% CI 1·36-48·01; p=0·02). FokI genotype did not modify the effect of vitamin D supplementation (p(interaction)=0·85). Mean serum 25-hydroxyvitamin D concentration at 56 days was 101·4 nmol/L in the intervention group and 22·8 nmol/L in the placebo group (95% CI for difference 68·6-88·2; p<0·0001).

INTERPRETATION:

Administration of four doses of 2·5 mg vitamin D(3) increased serum 25-hydroxyvitamin D concentrations in patients receiving intensive-phase treatment for pulmonary tuberculosis. Vitamin D did not significantly affect time to sputum culture conversion in the whole study population, but it did significantly hasten sputum culture conversion in participants with the tt genotype of the TaqI vitamin D receptor polymorphism.

Upon Vitamin D Deficiency and Secondary Hyperparathyroidism in the Ruhr County (North-Rhine-Westphalia/Germany)

Autoren J. Mahlstedt, D. Moka

Institut Gemeinschafts Praxen Radiologie/Nuklearmedizin, Essen

Schlüsselwörter

●▶ Vitamin-D-Unterversorgung ●▶ Vitamin-D-Mangel ●▶ sekundärer Hyperparathyreoidismus

Zusammenfassung:

Bei 2 500 unausgewählten Patienten einer nuklearmedizinischen Praxis im Ruhrgebiet wurde 25-(OH)-Vitamin-D-Unterversorgung (25– 75 nmol/l) festgestellt bei Residenten/Immigranten in 55,6/30,1 % und -Mangel ( < 25 nmol/l) bei 35,1/65,2 %. Dementsprechend fanden sich erhöhte iPTH-Werte ( > 65 pg/ml) im Sinne des sekundären Hyperparathyreoidismus bei Residenten/Immigranten in 37/43,5 %. Diese Abweichungen von der gewohnten Norm waren ausgeprägter bei > 73 kg Körpergewicht. Vitamin-D-Mangel wirkt sich wegen seiner endokrinen (Ca-Stoffwechsel) und autokrinen/parakrinen Effekte (Muskelkraft, Infektresistenz, Wundheilung, Immunsystem usw.) auf die Entwicklung der Körpergewebe sehr ungünstig aus, sodass die Patienten zuerst auf die sinnvolle Nutzung des Sonnenlichtes aufmerksam gemacht werden müssen. Dafür wurden Informationsschriften in allen relevanten Sprachen entwickelt. Zur medikamentösen Substitution im Sinne der Prävention sind 1000–2000 IE Vitamin D3/Tag erforderlich, die Dosierung ist bei gesunden Menschen nach derzeitiger Expertenmeinung unbedenklich. Für die volle Prävention ist nach diesen Daten für das Ruhrgebiet ein 25-(OH)-Vitamin-D-Wert von >100 nmol/l erforderlich.

Mehr Infos im PDF des Artikels…

Frühe Forschung über die biologischen Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung: 1940-1960

HAROLD J. COOK, NICHOLAS H. STENECK, ARTHUR J. VANDER und GORDON L. KANE Universität von Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, U.S.A.

Erhalten am 8. November 1979

Zusammenfassung

Zwei übergreifende Erwägungen haben die Entwicklung der frühen Forschung über die biologischen Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung geformt: eine mögliche medizinische Anwendung (Diathermie) und die Unsicherheit über die Risiken der Bestrahlung mit Radar. Berichte in den späten 1940er und frühen 1950er Jahren über die Risiken, die sich aus der Bestrahlung mit Mikrowellen ergaben, führten beinahe zum Abbruch der medizinischen Erforschung der Mikrowellen-Diathermie. Gleichzeitig stieg die Besorgnis des Militärs und der Industrie über die Risiken an, was zu einem massiven Forschungsaufwand führte, der als das „Tri-Service Programm“ bezeichnet wurde (1957-1960). Sowohl die frühe Konzentration auf die medizinische Anwendung als auch die spätere Suche nach Risiken spielten eine wichtige Rolle dabei, wie sich dieses Forschungsfeld als Wissenschaft entwickelte.

Inhalt

1. Einführung 323

2. Hintergrund, 1885-1940: frühe Arbeiten zu Kurzwellen und Therapie 324

3. Frühe Auseinandersetzungen über thermische und nicht-thermische Effekte 326

4. Die Kriegsjahre und die Jahre danach, 1940-1953: Interesse des Militärs an negativen Auswirkungen 330

5. Rückkehr des therapeutischen Interesses 332

6. Die Entdeckung von medizinischen Risiken 333

7. Erneute Bedenken, 1953-1957; Sorgen der Industrie 335

8. Die Antwort des Militärs auf die Bedenken der Industrie 337

9. Die Tri-Service Ära: 1957-1960 341

10. Sicherheitsstandards und das Endes des Tri-Service Programms 345

11. Schlussfolgerungen 348

1. Einführung

Die Geschichte der Erforschung der biologischen Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung beginnt gewissermaßen mit der Entwicklung des Radars im frühen Zweiten Weltkrieg, und mit den daraus resultierenden Bedenken der Industrie und des Militärs, die sich Sorgen machten, dass diese neue Quelle der Umweltenergie schädliche Auswirkungen auf ihr Personal haben könnte. Vor dieser Zeit waren die Energieniveaus, auf denen Mikrowellen produziert werden konnten, nicht ausreichend hoch, um weitreichende…. mehr als PDF

Early Research on the Biological Effects of Microwave Radiation: 1940-1960

HAROLD J. COOK, NICHOLAS H. STENECK, ARTHUR J. VANDER and GORDON L. KANE

The University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, U.S.A. Received 8 November 1979

Summary

Two overriding considerations shaped the development of early research on the biological effects of microwave radiation-possible medical application (diathermy) and uncertainty about the hazards of exposure to radar. Reports in the late 1940s and early 1950s of hazards resulting from microwave exposure led to the near abandonment of medical research related to microwave diathermy at the same time that military and industrial concern over hazards grew, culminating in the massive research effort known as ‘the Tri-Service program’ (1957-1960). Both the early focus on medical application and the later search for hazards played important roles in dictating how this field of research developed as a science. more….

Deutsche Übersetzung von diesem Artikel…

Eines der kleinsten Krankenhäuser Essens ist ganz groß bei Hüftgelenksarthroskopien und Knorpelzelltransplantationen

Dies erstaunt, denn die Klinik ist mit 18 Patientenbetten zwar eines der kleinsten Essener Krankenhäuser, lädt aber mit der gar nicht krankenhaustypischen Ein- richtung direkt zum Verweilen ein. Im Hotelambiente mit über 40qm großen Ein- oder Zweibettzimmern genießen die Patienten luxuriöse Bequemlichkeit. Alle Zimmer sind wohnlich und gleichzeitig patientengerecht mit automatisch verstellbaren Betten, Rufanlage, Telefon, Radio, Fernseher, WLAN sowie Dusche und WC ausgestattet.

Im Girardet Haus, im Herzen des attraktiven Stadtteils Essen-Rüttenscheid gelegen….

Weitere Informationen im PDF Artikel der Zeitschrift Orthopress von Juli 2011

http://www.facharztklinik-essen.de/

Die gesetzliche Krankenversicherung KKH-Allianz hat den ‘KKH-Allianz Röntgenpass’ unter der Marke Cencurio gestartet. Die Umsetzung stammt von der Regensburger Digital-Agentur Kupferwerk. Der virtuelle Röntgenpass ist bereits die dritte Applikation aus dem mHealth-Bereich der KKH-Allianz – neben dem ‘KKH-Allianz Vorsorgemanager’ und dem ‘KKH-Allianz Impfpass’.

Der Röntgenpass will dem Nutzer über sein mobiles Endgerät einen schnellen Zugriff auf die Informationen seiner Röntgenhistorie und der Röntgenbilder bieten. Mit der neuen App lassen sich Untersuchungen wie Röntgen, Mammographie oder Computertomografie mit den dazugehörigen Ursachen und den abfotografierten Röntgenbildern abbilden.

“Unser Ziel bei der Konzeption und der Entwicklung des Röntgenpasses ist es, das Thema so zu emotionalisieren, dass der Anwender gerne bereit ist, seine Daten zu erfassen und sich mit ihrer Nutzung auseinanderzusetzen,” sagt Matthew Ulbrich, Geschäftsführer bei Kupferwerk, zur Veröffentlichung der APP.

Eine Funktion des Röntgenpasses zeigt eine stilisierte Abbildung des menschlichen Körpers. Der Benutzer kann diesen per Berührung des Touch Screens virtuell durchleuchten und erhält so einen Eindruck über den Knochenaufbau des Körpers.

“Röntgenpässe sind in Arztpraxen kostenlos erhältlich. Viele Patienten fragen jedoch nicht danach oder haben diesen gerade nicht dabei mit der Folge, dass entweder kein Pass vorhanden ist oder die Eintragungen unvollständig sind. Den Röntgenpass als App hat man wie das Handy fast immer dabei und die eigenständige Pflege des Passes schärft den bewußteren Umgang mit Röntgenuntersuchungen. Er kann den Röntgenpass zwar nicht ersetzen, bietet dem Patienten jedoch eine gute Übersicht über seine bisherigen Untersuchungen”, sagt Dr. Lutz Herbarth, Radiologe bei der KKH-Allianz.

Deutschland nimmt mit etwa 1,3 Röntgenaufnahmen pro Einwohner und Jahr einen Spitzenplatz ein. Die medizinische Anwendung von ionisierender Strahlung führt zu einer zusätzlichen Strahlenexposition von grob 2 mSv/a pro Einwohner. Auf diese lassen sich theoretisch 1,5 % der jährlichen Krebsfälle zurückführen.

Computertomographie

Beim herkömmlichen Röntgenverfahren wird das abzubildende Objekt von einer Röntgenquelle durchleuchtet und auf einem Röntgenfilm abgebildet. Es entsteht eine Projektion des Volumens auf eine Fläche. In Strahlrichtung hintereinander liegenden Bildteilen des durchleuchteten Körpers überlagern sich zwangsläufig. Dadurch kann beispielsweise nicht unterschieden werden, ob die im Röntgenbild sichtbare Schwächung (helle Bereiche im Bild) durch ein Material höherer Absorption oder durch eine größere Schichtdicke hervorgerufen wurde (siehe Lambert-Beersches Gesetz).

In der Computertomographie werden Absorptionsprofile des Objekts aus vielen Richtungen erstellt und daraus die Volumenstruktur rekonstruiert. Im Gegensatz zum klassischen Röntgen bestehen die gemessenen Daten nicht aus einem zweidimensionales Bild, sondern sind ein eindimensionales Absorptionsprofil. (In heutigen Geräten werden bei einem Röhrenumlauf jedoch mehrere, bis zu 320 derartige Zeilen ausgelesen.)

Erst durch die computergestützte Bildrekonstruktion, die heute mit dem Algorithmus der gefilterten Rückprojektion erfolgt, kann für jedes Volumenelement des Objektes (sog. Voxel, entspricht einem dreidimensionalen Pixel), der Absorptionsgrad ermittelt und das Bild errechnet werden.)

Das errechnete Bild ist ein Transversalschnitt durch das Untersuchungsobjekt. Mit mehreren aufeinander folgenden Röhrenumläufen lassen sich angrenzende Schnitte erzeugen. Volumengrafiken setzen sich aus mehreren Dutzend, bis zu mehreren hundert Einzelschnitten zusammen.

Für die Bildentstehung beim Computertomographen ist ein Computer zwingende Voraussetzung, da das Bild nicht wie beim klassischen Röntgenverfahren unmittelbar entsteht, sondern erst aus den gemessenen Daten errechnet werden muss. Für die Berechnung eines CT-Bildes sind Projektionen nötig, die mindestens eine 180°-Rotation um das abzubildende Objekt abdecken.

Den weitaus höchsten Anteil an der medizinischen Strahlenexposition hat dabei die Computertomographie im Gegensatz zur herkömmlichen Röntgenaufnahme.

Als bessere Alternative gilt die Magnet-Resonanz-Tomographie (kurz MRT).

Magnet-Resonanz-Tomographie (kurz MRT)

MRT ist ein bildgebendes Verfahren, das vor allem in der medizinischen Diagnostik zur Darstellung von Struktur und Funktion der Gewebe und Organe im Körper eingesetzt wird. Es basiert physikalisch auf den Prinzipien der Kernspinresonanz und wird daher auch als Kernspintomographie bezeichnet (umgangssprachlich gelegentlich zu Kernspin verkürzt). Die ebenfalls zu findende Abkürzung MRI stammt von der englischen Bezeichnung Magnetic Resonance Imaging.

Mit der MRT kann man Schnittbilder des menschlichen (oder tierischen) Körpers erzeugen, die eine Beurteilung der Organe und vieler krankhafter Organveränderungen erlauben. Die Magnetresonanztomographie basiert auf sehr starken Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, mit denen bestimmte Atomkerne (meistens die Wasserstoffkerne/Protonen) im Körper resonant angeregt werden, die dann im Empfängerstromkreis elektrische Signale induzieren. Im Gerät wird keine belastende Röntgenstrahlung oder andere ionisierende Strahlung erzeugt oder genutzt. Eine wesentliche Grundlage für den Bildkontrast sind unterschiedliche Relaxationszeiten verschiedener Gewebearten. Daneben trägt auch der unterschiedliche Gehalt an Wasserstoff-Atomen in verschiedenen Geweben (z. B. Muskel, Knochen) zum Bildkontrast bei.

In Deutschland erkranken über 50.000 Männer im Jahr an Prostatakrebs. Die Wahrscheinlichkeit, den Krebs mittels Digitaler Rektaler Untersuchung in einem noch heilbaren Stadium zu entdecken, liegt bei ca. 25 %. Die Wahrscheinlichkeit der rechtzeitigen Tumorentdeckung durch eine Endorektale Ultraschalluntersuchung beläuft sich auf ca. 54 %. Der Aussagewert eines positiven PSA-Wertes im Screening ist äußerst fehlerbehaftet. Die Prostata-Früherkennung mittels MRT hingegen liefert räumlich hochauflösende Diagnostik und dank Spektroskopie tumorspezifische Analysen auf molekularer Ebene und erlaubt damit Diagnosen mit nahezu 98 % Sicherheit.

Radiologische Untersuchung

Mit der digital-rektalen Untersuchung kann ein erfahrener Untersucher bereits die Verdachtsdiagnose stellen, da der Tastbefund typisch ist. Allerdings werden so die selteneren Tumoren der vorderen Organregionen unter Umständen übersehen und allgemein erst recht fortgeschrittene Stadien erkannt.

Genauere Lokalisation und Größenbestimmung erlaubt die Ultraschalluntersuchung (transrektale Sonografie oder auch Endo-Sonographie genannt). Tumoren ab 10 mm Durchmesser können damit zuverlässig gefunden werden, kleinere jedoch nur zu etwa 20 %. Die Magnetresonanztomographie hat sich dem transrektalen Ultraschall als etwa gleichwertig erwiesen, ist jedoch wesentlich aufwändiger und kostenintensiver in der Durchführung. Der Primärtumor stellt sich in T₂-Gewichtung in der MRT als umschriebene dunkle Region mit relativ heller Umgebungszone dar.

Des Weiteren etabliert sich immer mehr die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit ¹⁸F-Cholin (radioaktiv markierter Tracer). Vor allem mittels ¹⁸F-Cholin PET/CT kann zuverlässig Prostatakrebs-Gewebe von benigner Hyperplasie, chronischer Prostatitis und gesundem Prostata-Gewebe differenziert werden, wobei auch hier die Anwendererfahrung eine wesentliche Rolle spielt.

Der Prostata-Scan ist sinnvoll für alle Männer,

• bei denen eine Prostata-Biopsie geplant ist. Eine Gewebeentnahme aus der Prostata zu diagnostischen Zwecken stellt nicht nur einen risikobehafteten Eingriff dar, sondern die Biopsie ist in ihrer Aussagekraft nicht immer zuverlässig: Ca. 30% der vorhandenen Prostatakarzinome werden trotz großzügiger Gewebeentnahme nicht entdeckt.
• die das 50ste Lebensjahr überschritten haben. Regelmäßige Untersuchungen der Prostata nach neuesten medizinisch-technischen Standards in Kooperation mit Urologen erlauben die Diagnostik im Frühstadium.
• in deren Familien Prostatakrebs-Erkrankungen vorkommen (familiäre Disposition).