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The UN sustainable development goals contain environmental, economic, and social objectives. They may only be reached, or at least it would be easier to reach them, if instead of a trade-off between these objectives that implies a need for balancing them, there are synergies to be reaped. This paper discusses how the structures of economic models typically used in policy analysis influence whether win-win strategies for the environment and the economy can be conceptualised and analysed. With a focus on climate policy modelling, the paper points out how, by construction, commonly used model structures find mitigation costs rather than benefits. This paper describes mechanisms that, when added to these model structures, can bring win- win options into a model's solution horizon, and which provide a spectrum of alternative modelling approaches that allow for the identification of such options.
Seit Mitte der 2000er Jahre richtet sich angesichts der starken Schülerzahlenrückgänge die wissenschaftliche und bildungspolitische Aufmerksamkeit wieder stärker auf Fragen der Gestaltung beruflicher Bildung in ländlich-peripheren Räumen. Einerseits knüpft sich an die demografische Entwicklung die Erwartung einer Entspannung der lange Zeit sehr prekären Ausbildungsplatzsituation in diesen Räumen. Andererseits ist offen, inwiefern mit den Anpassungsprozessen die Ausbildung neuer räumlichen Disparitäten verbunden ist, etwa durch die Schließung von Berufsschulen. Die Arbeit setzt sich mit der aktuellen Situation und dem Umgang mit Berufsschulen unter den folgenden Fragestellungen auseinander: Wie kann in Regionen mit dünner Besiedlung auf der einen und einer schwierigen regionalökonomischen Situation auf der anderen Seite diese komplexe Infrastruktur betrieben werden? Welche Steuerungsinstrumente kommen in dem anstehenden Rückbauprozess zum Tragen und welche Rolle spielen demographische Entwicklungen, strukturelle Faktoren und Akteurshandeln? Ein besonderer Fokus liegt auf der theoretischen und empirischen Verknüpfung von raumspezifischen Fragestellungen mit der Komplexität von Berufsschulen als ausdifferenzierte Institutionen zwischen Schulsystem und Wirtschaft.
Untersucht wurde die Entwicklung des brandenburgischen Berufsschulnetzes ab den 1990er Jahren mit einer vertieften Fallstudie im Landkreis Uckermark. Entgegen der Annahme eines starken Einbruchs der Infrastrukturversorgung in Folge des Schülerzahlenrückganges wird gezeigt, dass sich die brandenburgische Berufsschullandschaft seit den 2000er Jahren durch eine relative Stabilität auszeichnet. Allerdings erfolgte eine berufsspezifische Ausdünnung des Angebotes. Im Jahr 2013 fanden nur 41% aller Auszubilden in ihrem jeweiligen Ausbildungsberuf ein relativ flächendeckendes Berufsschulnetz vor. Als Faktoren für gelingende Steuerungsprozesse (in ländlich-peripheren Räumen) zeigten sich das Subsidaritätsprinzip, ein gemeinsam geteiltes Professionsverständnis sowie die Orientierung auf einen gewissen räumlichen Ausgleich. Erfolgreiche Interventionen gegen Konzentration basierten maßgeblich auf einem ausgeprägten, fachlichen „Selbstbewusstsein“ und Anspruch von Bildungsorganisationen. Demgegenüber konnten unspezifische Bezugnahmen auf Peripherisierungen keine handlungswirksamen Strategien entfalten. Teilentwicklungen im Schulberufssystem sind durch die Expansion privater Berufsschulen in einen ausgeprägten institutionellen Wandel eingebettet. Die Infrastrukturentwicklung führte in diesem Segment zur Ausbildung eines spezifischen Marktes, der teilweise nur begrenzt einem klassischen Angebots-Nachfrage-Modell folgt und potentiell zu Überausbildung führt.
Die vorgefundenen Steuerungsformen sind angesichts von Ressourcenmangel, der sektoralen Zersplitterung sowie des Mangels an Institutionen für die Ausbildung von Regionen als Handlungsräume in der Berufsausbildung ambivalent. Der demografische Diskurs führte (bisher) nicht zur Ausbildung von Steuerungsformen, welche die in der Infrastrukturgestaltung dominierenden, sektoralen Zuständigkeiten „überwinden“. Daher fungiert der Diskurs teilweise nur begrenzt als eine neue Orientierung für die Ausbildung von „peripheriespezifischen“ Infrastrukturstrategien und alternativen Steuerungsmodellen. Er kann dann neue, über klassische Anpassungsprozesse hinausgehende, Optionen generieren, wenn er sich stärker auf die Bedarfe der Akteure und Adressaten von Berufsbildung im ländlichen Raum bezieht und enger mit den Fachdiskursen verbindet.
Beyond the Crystal-Image
(2016)
Durch die Zunahme metabolischer Stoffwechselstörungen und Erkrankungen in der Weltbevölkerung wird in der Medizin und den Lebenswissenschaften vermehrt nach Präventionsstrategien und Ansatzpunkten gesucht, die die Gesundheit fördern, Erkrankungen verhindern helfen und damit auch die Gesamtlast auf die Gesundheitssysteme erleichtern. Ein Ansatzpunkt wird dabei in der Ernährung gesehen, da insbesondere der Konsum von gesättigten Fetten die Gesundheit nachträglich zu beeinflussen scheint. Dabei wird übersehen, dass in vielen Studien Hochfettdiäten nicht ausreichend von den Einflüssen einer zum Bedarf hyperkalorischen Energiezufuhr getrennt werden, sodass die Datenlage zu dem Einfluss von (gesättigten) Fetten auf den Metabolismus bei gleichbleibender Energieaufnahme noch immer unzureichend ist.
In der NUtriGenomic Analysis in Twins-Studie wurden 46 Zwillingspaare (34 monozygot, 12 dizygot) über einen Zeitraum von sechs Wochen mittels einer kohlenhydratreichen, fettarmen Diät nach Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Ernährung für ihr Ernährungsverhalten standardisiert, ehe sie zu einer kohlenhydratarmen, fettreichen Diät, die insbesondere gesättigte Fette enthielt, für weitere sechs Wochen wechselten. Beide Diäten waren dem individuellen Energiebedarf der Probanden angepasst, um so sowohl akut nach einerWoche als auch längerfristig nach sechs Wochen Änderungen des Metabolismus beobachten zu können, die sich in der vermehrten Aufnahme von (gesättigten) Fetten begründeten.
Die über die detaillierte Charakterisierung der Probanden an den klinischen Untersuchungstagen generierten Datensätze wurden mit statistischen und mathematischen Methoden (z.B. lineare gemischte Modellierung) analysiert, die der Größe der Datensätze und damit ihrem Informationsvolumen angepasst waren.
Es konnte gezeigt werden, dass die metabolisch gesunden und relativ jungen Probanden, die eine gute Compliance zeigten, im Hinblick auf ihren Glukosestoffwechsel adaptieren konnten, indem die Akutantwort nach einer Woche im Nüchterninsulin und dem Index für Insulinresistenz in den weiteren fünf Wochen ausgeglichen wurde.
Der Lipidstoffwechsel in Form der klassischen Marker wie Gesamtcholesterin, LDL und HDL war dagegen stärker beeinflusst und auch nach insgesamt sechs Wochen deutlich erhöht.
Letzteres unterstützt die Beobachtung im Transkriptom des weißen, subkutanen Fettgewebes, bei der eine Aktivierung der über die Toll-like receptors und das Inflammasom vermittelten subklinischen Inflammation beobachtet werden konnte.
Die auftretenden Veränderungen in Konzentration und Komposition des Plasmalipidoms zeigte ebenfalls nur eine teilweise und auf bestimmte Spezies begrenzte Gegenregulation.
Diesbezüglich kann also geschlussfolgert werden, dass auch die isokalorische Aufnahme von (gesättigten) Fetten zu Veränderungen im Metabolismus führt, wobei die Auswirkungen in weiteren (Langzeit-)Studien und Experimenten noch genauer untersucht werden müssen. Insbesondere wäre dabei ein längerer Zeitraum unter isokalorischen Bedingungen von Interesse und die Untersuchung von Probanden mit metabolischer Vorbelastung (z.B. Insulinresistenz).
Darüber hinaus konnte in NUGAT aber ebenfalls gezeigt werden, dass die Nutrigenetik und Nutrigenomik zwei nicht zu vernachlässigende Faktoren darstellen. So zeigten unter anderem die Konzentrationen einiger Lipidspezies eine starke Erblichkeit und Abhängigkeit der Diät.
Zudem legen die Ergebnisse nahe, dass laufende wie geplante Präventionsstrategien und medizinische Behandlungen deutlich stärker den Patienten als Individuum mit einbeziehen müssen, da die Datenanalyse interindividuelle Unterschiede identifizierte und Hinweise lieferte, dass einige Probanden die nachteiligen, metabolischen Auswirkungen einer Hochfettdiät besser ausgleichen konnten als andere.
Der Bittergeschmack warnt den Organismus vor potentiell verdorbener oder giftiger Nahrung und ist somit ein wichtiger Kontrollmechanismus. Die initiale Detektion der zahlreich vorkommenden Bitterstoffe erfolgt bei der Maus durch 35 Bitterrezeptoren (Tas2rs), die sich im Zungengewebe befinden. Die Geschmacksinformation wird anschließend von der Zunge über das periphere (PNS) ins zentrale Nervensystem (ZNS) geleitet, wo deren Verarbeitung stattfindet. Die Verarbeitung der Geschmacksinformation konnte bislang nicht gänzlich aufgeklärt werden. Neue Studien deuten auf eine Expression von Tas2rs auch im PNS und ZNS entlang der Geschmacksbahn hin. Über Vorkommen und Aufgaben dieser Rezeptoren bzw. Rezeptorzellen im Nervensystem ist bislang wenig bekannt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Tas2r-Expression in verschiedenen Mausmodellen untersucht, Tas2r-exprimierende Zellen identifiziert und deren Funktionen bei der Übertragung der Geschmacksinformationen analysiert. Im Zuge der Expressionsanalysen mittels qRT-PCR konnte die Expression von 25 der 35 bekannten Bittergeschmacksrezeptoren im zentralen Nervensystem der Maus nachgewiesen werden. Die Expressionsmuster im PNS sowie im ZNS lassen darüber hinaus Vermutungen zu Funktionen in verschiedenen Bereichen des Nervensystems zu. Basierend auf den Ergebnissen der Expressionsanalysen war es möglich, stark exprimierte Tas2rs mittels In-situ-Hybridisierung in verschiedenen Zelltypen zu visualisieren. Des Weiteren konnten immunhistochemische Färbungen unter Verwendung eines genetisch modifizierten Mausmodells die Ergebnisse der Expressionsanalysen bestätigen. Sie zeigten eine Expression von Tas2rs, am Beispiel des Tas2r131-Rezeptors, in cholinergen, dopaminergen, GABAergen, noradrenergen und glycinerg-angesteuerten Projektionsneuronen sowie in Interneuronen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen daher erstmals das Vorkommen von Tas2rs in verschiedenen neuronalen Zelltypen in weiten Teilen des ZNS. Dies lässt den Schluss zu, dass Tas2r-exprimierende Zellen potentiell multiple Funktionen innehaben. Anhand von Verhaltensexperimenten in genetisch modifizierten Mäusen wurde die mögliche Funktion von Tas2r131-exprimierenden Neuronen (Tas2r131-Neurone) bei der Geschmackswahrnehmung untersucht. Die Ergebnisse weisen auf eine Beteiligung von Tas2r131-Neuronen an der Signalweiterleitung bzw. -verarbeitung der Geschmacksinformation für eine Auswahl von Bittersubstanzen hin. Die Analysen zeigen darüber hinaus, dass Tas2r131-Neuronen nicht an der Geschmackswahrnehmung anderer Bitterstoffe sowie Geschmacksstimuli anderer Qualitäten (süß, umami, sauer, salzig), beteiligt sind. Eine spezifische „Tas2r131-Bittergeschmacksbahn“, die mit anderen potentiellen „Bitterbahnen“ teils unabhängige, teils überlappende Signalwege bzw. Verarbeitungsbereiche besitzt, bildet eine mögliche zelluläre Grundlage zur Unterscheidung von Bitterstoffen. Die im Rahmen dieser Arbeit entstandene Hypothese einer potentiellen Diskriminierung von Bitterstoffen soll daher in weiterführenden Studien durch die Etablierung eines Verhaltenstest mit Mäusen geprüft werden.
The aim of this paper is to bring together two areas which are of great importance for the study of overdetermined boundary value problems. The first area is homological algebra which is the main tool in constructing the formal theory of overdetermined problems. And the second area is the global calculus of pseudodifferential operators which allows one to develop explicit analysis.
Brief communication
(2016)
In March 2015, a new international blueprint for disaster risk reduction (DRR) was adopted in Sendai, Japan, at the end of the Third UN World Conference on Disaster Risk Reduction (WCDRR, 14-18 March 2015). We review and discuss the agreed commitments and targets, as well as the negotiation leading the Sendai Framework for DRR (SF-DRR) and discuss briefly its implication for the later UN-led negotiations on sustainable development goals and climate change.
The visceral protein transthyretin (TTR) is frequently affected by oxidative post-translational protein modifications (PTPMs) in various diseases. Thus, better insight into structure-function relationships due to oxidative PTPMs of TTR should contribute to the understanding of pathophysiologic mechanisms. While the in vivo analysis of TTR in mammalian models is complex, time- and resource-consuming, transgenic Caenorhabditis elegans expressing hTTR provide an optimal model for the in vivo identification and characterization of drug-mediated oxidative PTPMs of hTTR by means of matrix assisted laser desorption/ionization – time of flight – mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). Herein, we demonstrated that hTTR is expressed in all developmental stages of Caenorhabditis elegans, enabling the analysis of hTTR metabolism during the whole life-cycle. The suitability of the applied model was verified by exposing worms to D-penicillamine and menadione. Both drugs induced substantial changes in the oxidative PTPM pattern of hTTR. Additionally, for the first time a covalent binding of both drugs with hTTR was identified and verified by molecular modelling.
To understand past flood changes in the Rhine catchment and in particular the role of anthropogenic climate change in extreme flows, an attribution study relying on a proper GCM (general circulation model) downscaling is needed. A downscaling based on conditioning a stochastic weather generator on weather patterns is a promising approach. This approach assumes a strong link between weather patterns and local climate, and sufficient GCM skill in reproducing weather pattern climatology. These presuppositions are unprecedentedly evaluated here using 111 years of daily climate data from 490 stations in the Rhine basin and comprehensively testing the number of classification parameters and GCM weather pattern characteristics. A classification based on a combination of mean sea level pressure, temperature, and humidity from the ERA20C reanalysis of atmospheric fields over central Europe with 40 weather types was found to be the most appropriate for stratifying six local climate variables. The corresponding skill is quite diverse though, ranging from good for radiation to poor for precipitation. Especially for the latter it was apparent that pressure fields alone cannot sufficiently stratify local variability. To test the skill of the latest generation of GCMs from the CMIP5 ensemble in reproducing the frequency, seasonality, and persistence of the derived weather patterns, output from 15 GCMs is evaluated. Most GCMs are able to capture these characteristics well, but some models showed consistent deviations in all three evaluation criteria and should be excluded from further attribution analysis.
Changes in free symptom attributions in hypochondriasis after cognitive therapy and exposure therapy
(2016)
Background: Cognitive-behavioural therapy can change dysfunctional symptom attributions in patients with hypochondriasis. Past research has used forced-choice answer formats, such as questionnaires, to assess these misattributions; however, with this approach, idiosyncratic attributions cannot be assessed. Free associations are an important complement to existing approaches that assess symptom attributions. Aims: With this study, we contribute to the current literature by using an open-response instrument to investigate changes in freely associated attributions after exposure therapy (ET) and cognitive therapy (CT) compared with a wait list (WL). Method: The current study is a re-examination of a formerly published randomized controlled trial (Weck, Neng, Richtberg, Jakob and Stangier, 2015) that investigated the effectiveness of CT and ET. Seventy-three patients with hypochondriasis were randomly assigned to CT, ET or a WL, and completed a 12-week treatment (or waiting period). Before and after the treatment or waiting period, patients completed an Attribution task in which they had to spontaneously attribute nine common bodily sensations to possible causes in an open-response format. Results: Compared with the WL, both CT and ET reduced the frequency of somatic attributions regarding severe diseases (CT: Hedges's g = 1.12; ET: Hedges's g = 1.03) and increased the frequency of normalizing attributions (CT: Hedges's g = 1.17; ET: Hedges's g = 1.24). Only CT changed the attributions regarding moderate diseases (Hedges's g = 0.69). Changes in somatic attributions regarding mild diseases and psychological attributions were not observed. Conclusions: Both CT and ET are effective for treating freely associated misattributions in patients with hypochondriasis. This study supplements research that used a forced-choice assessment.
The interaction of water with α-alumina (i.e. α-Al2O3) surfaces is important in a variety of applications and a useful model for the interaction of water with environmentally abundant aluminosilicate phases. Despite its significance, studies of water interaction with α-Al2O3 surfaces other than the (0001) are extremely limited. Here we characterize the interaction of water (D2O) with a well defined α-Al2O3(1[1 with combining macron]02) surface in UHV both experimentally, using temperature programmed desorption and surface-specific vibrational spectroscopy, and theoretically, using periodic-slab density functional theory calculations. This combined approach makes it possible to demonstrate that water adsorption occurs only at a single well defined surface site (the so-called 1–4 configuration) and that at this site the barrier between the molecularly and dissociatively adsorbed forms is very low: 0.06 eV. A subset of OD stretch vibrations are parallel to this dissociation coordinate, and thus would be expected to be shifted to low frequencies relative to an uncoupled harmonic oscillator. To quantify this effect we solve the vibrational Schrödinger equation along the dissociation coordinate and find fundamental frequencies red-shifted by more than 1500 cm−1. Within the context of this model, at moderate temperatures, we further find that some fraction of surface deuterons are likely delocalized: dissociatively and molecularly absorbed states are no longer distinguishable.
The Milky Way is only one out of billions of galaxies in the universe. However, it is a special galaxy because it allows to explore the main mechanisms involved in its evolution and formation history by unpicking the system star-by-star. Especially, the chemical fingerprints of its stars provide clues and evidence of past events in the Galaxy’s lifetime. These information help not only to decipher the current structure and building blocks of the Milky Way, but to learn more about the general formation process of galaxies.
In the past decade a multitude of stellar spectroscopic Galactic surveys have scanned millions of stars far beyond the rim of the solar neighbourhood. The obtained spectroscopic information provide unprecedented insights to the chemo-dynamics of the Milky Way. In addition analytic models and numerical simulations of the Milky Way provide necessary descriptions and predictions suited for comparison with observations in order to decode the physical properties that underlie the complex system of the Galaxy.
In the thesis various approaches are taken to connect modern theoretical modelling of galaxy formation and evolution with observations from Galactic stellar surveys. With its focus on the chemo-kinematics of the Galactic disk this work aims to determine new observational constraints on the formation of the Milky Way providing also proper comparisons with two different models. These are the population synthesis model TRILEGAL based on analytical distribution functions, which aims to simulate the number and distribution of stars in the Milky Way and its different components, and a hybrid model (MCM) that combines an N-body simulation of a Milky Way like galaxy in the cosmological framework with a semi-analytic chemical evolution model for the Milky Way. The major observational data sets in use come from two surveys, namely the “Radial Velocity Experiment” (RAVE) and the “Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration” (SEGUE).
In the first approach the chemo-kinematic properties of the thin and thick disk of the Galaxy as traced by a selection of about 20000 SEGUE G-dwarf stars are directly compared to the predictions by the MCM model. As a necessary condition for this, SEGUE's selection function and its survey volume are evaluated in detail to correct the spectroscopic observations for their survey specific selection biases. Also, based on a Bayesian method spectro-photometric distances with uncertainties below 15% are computed for the selection of SEGUE G-dwarfs that are studied up to a distance of 3 kpc from the Sun.
For the second approach two synthetic versions of the SEGUE survey are generated based on the above models. The obtained synthetic stellar catalogues are then used to create mock samples best resembling the compiled sample of observed SEGUE G-dwarfs. Generally, mock samples are not only ideal to compare predictions from various models. They also allow validation of the models' quality and improvement as with this work could be especially achieved for TRILEGAL. While TRILEGAL reproduces the statistical properties of the thin and thick disk as seen in the observations, the MCM model has shown to be more suitable in reproducing many chemo-kinematic correlations as revealed by the SEGUE stars. However, evidence has been found that the MCM model may be missing a stellar component with the properties of the thick disk that the observations clearly show. While the SEGUE stars do indicate a thin-thick dichotomy of the stellar Galactic disk in agreement with other spectroscopic stellar studies, no sign for a distinct metal-poor disk is seen in the MCM model.
Usually stellar spectroscopic surveys are limited to a certain volume around the Sun covering different regions of the Galaxy’s disk. This often prevents to obtain a global view on the chemo-dynamics of the Galactic disk. Hence, a suitable combination of stellar samples from independent surveys is not only useful for the verification of results but it also helps to complete the picture of the Milky Way. Therefore, the thesis closes with a comparison of the SEGUE G-dwarfs and a sample of RAVE giants. The comparison reveals that the chemo-kinematic relations agree in disk regions where the samples of both surveys show a similar number of stars. For those parts of the survey volumes where one of the surveys lacks statistics they beautifully complement each other. This demonstrates that the comparison of theoretical models on the one side, and the combined observational data gathered by multiple surveys on the other side, are key ingredients to understand and disentangle the structure and formation history of the Milky Way.
Exosomes are small membrane vesicles released by different cell types, including hepatocytes, that play important roles in intercellular communication. We have previously demonstrated that hepatocyte-derived exosomes contain the synthetic machinery to form sphingosine-1-phosphate (S1P) in target hepatocytes resulting in proliferation and liver regeneration after ischemia/reperfusion (I/R) injury. We also demonstrated that the chemokine receptors, CXCR1 and CXCR2, regulate liver recovery and regeneration after I/R injury. In the current study, we sought to determine if the regulatory effects of CXCR1 and CXCR2 on liver recovery and regeneration might occur via altered release of hepatocyte exosomes. We found that hepatocyte release of exosomes was dependent upon CXCR1 and CXCR2. CXCR1-deficient hepatocytes produced fewer exosomes, whereas CXCR2-deficient hepatocytes produced more exosomes compared to their wild-type controls. In CXCR2-deficient hepatocytes, there was increased activity of neutral sphingomyelinase (Nsm) and intracellular ceramide. CXCR1-deficient hepatocytes had no alterations in Nsm activity or ceramide production. Interestingly, exosomes from CXCR1-deficient hepatocytes had no effect on hepatocyte proliferation, due to a lack of neutral ceramidase and sphingosine kinase. The data demonstrate that CXCR1 and CXCR2 regulate hepatocyte exosome release. The mechanism utilized by CXCR1 remains elusive, but CXCR2 appears to modulate Nsm activity and resultant production of ceramide to control exosome release. CXCR1 is required for packaging of enzymes into exosomes that mediate their hepatocyte proliferative effect.
Children’s interpretations of sentences containing focus particles do not seem adult-like until school age. This study investigates how German 4-year-old children comprehend sentences with the focus particle ‘nur’ (only) by using different tasks and controlling for the impact of general cognitive abilities on performance measures. Two sentence types with ‘only’ in either pre-subject or pre-object position were presented. Eye gaze data and verbal responses were collected via the visual world paradigm combined with a sentence-picture verification task. While the eye tracking data revealed an adult-like pattern of focus particle processing, the sentence-picture verification replicated previous findings of poor comprehension, especially for ‘only’ in pre-subject position. A second study focused on the impact of general cognitive abilities on the outcomes of the verification task. Working memory was related to children’s performance in both sentence types whereas inhibitory control was selectively related to the number of errors for sentences with ‘only’ in pre-subject position. These results suggest that children at the age of 4 years have the linguistic competence to correctly interpret sentences with focus particles, which–depending on specific task demands–may be masked by immature general cognitive abilities.