Photo of a woman in the lab. She sits at a table and works at the microscope.

Das Foto zeigt im Vordergrund ein säulenartiges Konstrukt aus gläsernen Fragmenten, in welchen sich Teile des Raumes spiegeln. Im Hintergrund ist durch ein Fenster ein Gebäude zu sehen.

Forschung

Die Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Herz-Kreislaufforschung und Stoffwechselforschung. Zwischen diesen Bereichen bestehen zahlreiche Querverbindungen. Dies zeigt sich beispielhaft in der Ausprägung komplexer Krankheitsbilder wie arterielle Hypertonie, Ischämie-Reperfusionsschäden und Diabetes. Hypertonie und erhöhte Blutglukosespiegel zählen zu den weltweit führenden Risikofaktoren für Erkrankung und Tod. Es ist das zentrale Ziel, ein besseres Verständnis der physiologischen Grundmechanismen zu erhalten, wie die Physiologie der Langerhans'scher Inseln bei der Diabetes-Erkrankung.

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Wichtige Themen im Überblick

Physiologie Langerhans'scher Inseln

Die metabolische Erkrankung Diabetes hat enorme Auswirkungen auf die Gesundheit und damit auf die Lebensqualität und Lebenserwartung der betroffenen Patienten, und mittlerweile nimmt die Verbreitung von Diabetes epidemische Ausmaße an. Diabetes entwickelt sich, wenn die systemischen Insulinkonzentrationen nicht mehr ausreichen, um die Blutzucker-Homöostase hinreichend zu kontrollieren. Die jüngsten Forschungen unseres Labors sowie anderer Gruppen haben gezeigt, dass die Ursachen für diesen Insulinmangel sowohl in der Verringerung der Anzahl an Insulin-produzierenden Betazellen als auch der Verschlechterung ihrer Funktion zu finden sind.

Bioaktive Peptide zur Prävention von Hypertonie und Folgeerkrankungen

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind weltweit die Todesursache Nummer 1. Einer der führenden Risikofaktoren dafür ist die Hypertonie, welche mit einer Reihe von Folgeerkrankungen wie Herzinsuffizienz oder Schlaganfall assoziiert ist. Nach Leitlinien soll einer pharmakologischen Behandlung die Optimierung von Lebensstilfaktoren wie Bewegung oder Gewichtsreduktion vorausgehen. Für bioaktive Stoffe wie natürliche Peptiden ist eine ACE-hemmende Wirkung nachgewiesen. Allerdings liegen hinsichtlich der Wirksamkeit widersprüchliche Studien vor und die Aufklärung eines kausalen Wirkmechanismus ist bisher offen.

Quantitative Modellanalysen

Experimentelle Untersuchungen an komplexen biologischen Systemen liefern in der Regel eine große Zahl zeitabhängiger Messgrößen. Um diese in einer quantitativen Weise zu verknüpfen, bedienen wir uns mathematischer Modelle, die eine numerische Simulation der untersuchten Prozesse erlauben. Eingesetzt werden Modelle, die aus Erhaltungssätzen (Masse) resultieren und sowohl Austauschprozesse zwischen unterschiedlichen Bereichen des biologischen Systems als auch chemische Reaktionen abbilden. Typischerweise ergeben sich Systeme von gekoppelten partiellen Differentialgleichungen.

Angiogeneseforschung

Dieser Arbeitsbereich befasst sich mit der Erforschung der physiologischen und pathologischen Angiogenese (Blutgefäßenneubildung), wie sie z.B. in Tumoren bzw. bei der proliferativen Retinopathie im Rahmen eines Diabetes oder bei Frühgeborenen nach einer Inkubatorbehandlung vorkommt. Im Zentrum unseres Interesses stehen hier molekulare Regulationsvorgänge im Endothel, die die Bildung und Regression von Gefäßsprossungen modulieren. Von speziellem Interesse ist hierbei die Regulation der Angiogenese durch die Interaktion von Entzündungszellen mit dem Endothel.

Protektion Kälteschädigung

Im Rahmen von Transplantationsverfahren werden Gewebe und Organe einer Ischämie ausgesetzt. Zur Reduktion des Gewebestoffwechsels wird bei längeren Ischämiezeiten eine Hypothermie angewandt (Kaltischämie). Allerdings induziert Kälte eine eigene kältespezifische Schädigung, die besonders das Endothel betrifft. Wir untersuchen Protektionsmöglichkeiten bei der Kaltlagerung von Gefäßen für die chirurgische Revaskularisation und die Transplantation. Ziel ist die Optimierung der Kaltlagerung um der Schädigung des Endothels vorzubeugen.

Weitere Informationen zur Forschung

Fokus der Forschung am Institut für Physiologie ist die Herz- und Gefäßfunktion. Herzkreislauferkrankungen bedingen einen sehr hohen Anteil an chronischen Erkrankungen und Invalidität. Sie sind weltweit die Todesursache Nummer Eins (World Health Statistics 2012). In experimentellen Studien, die sich von der molekularen über die zelluläre bis zur organismischen Ebene erstrecken, entwickeln und testen wir neue Konzepte zur Prophylaxe und Protektion der Herz- und Gefäßfunktion. Weitere Informationen sind unter den spezifischen Forschungsthemen gegeben. Bei der Nutzung der Animationen wünschen wir Ihnen viel Spaß.

Forschung

Wichtige Themen im Überblick

Physiologie Langerhans'scher Inseln

Bioaktive Peptide zur Prävention von Hypertonie und Fol­geerkrankungen

Quantita­tive Modellanal­ysen

Angiogene­seforschung

Protektion Käl­teschädi­gung

Weitere Informationen zur Forschung

Bioaktive Peptide zur Prävention von Hypertonie und Folgeerkrankungen

Quantitative Modellanalysen

Angiogeneseforschung

Protektion Kälteschädigung