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Original Research. Photoacoustic Microscopy in Dental Medicine
Authors: Stan Adrian Tudor , Idorași Laura , Stan Victor Florin , Rogobete Alexandru Florin , Sinescu Cosmin , Negruțiu Meda Lavinia , Romînu Mihai 
Published: April 2017

Abstract
Introduction: Photoacoustic microscopy, also known as optoacoustic imaging, is a comparatively new method of investigation in dental medicine, which uses a laser-generated ultrasound (short laser pulses) to achieve images for interpretation. Photoacoustic microscopy can be used in a broad spectrum, from detecting tooth decay at its earliest stages to dental anatomy analysis. Material and methods: The energy emitted by the photoacoustic pulse is moderately absorbed by the target and exchanged into heat, leading to a local transitory temperature upsurge. The tension propagates and grows as ultrasonic waves, distinguished by the ultrasonic transducers which are planted apart from the tissue. The photoacoustic microscope has a tunable dye laser which passes through a condensing lens, an objective and ultimately an ultrasonic transducer attached to an acoustic lens to capture and receive information about the scanned probe from a sample moved on the X, Y dimensions. Results: The precise anatomy of layered concentric structures can be clearly observed in photoacoustic microscopy. The image value of the inner layer can be higher, indicating strong optical absorption, while the image value of the outer layer is lower, indicating weaker optical absorption. Meanwhile, the inner layer has the exact same size as the dentin structure and the outer layer has the exact same size as the enamel structure in this cross-section. Conclusions: The photoacoustic microscope (all-optical) comes out to be a future and promising tool for detecting early-stage caries and lesions on the surface of the teeth, where micro-leakage occurs at the interface of tooth restoration, and also the anatomy of dental tissues.
The Effect of Early Substitution of Subclinical Hypothyroidism on Biochemical Blood Parameters and the Quality of Life
Authors: Pandrc Milena S. , Ristić Anđelka , Kostovski Vanja , Stanković Marko , Antić Vladimir , Milin-Lazović Jelena , Ćirić Jasmina 
Published: April 2017

SummaryBackground: Subclinical hypothyroidism (SCH) is defined as high TSH and normal thyroxine. Data on the effects of early substitution by levothyroxine on psychophysical health in SCH are still not consistent enough to support its introduction.Methods: Clinical parameters, biochemical data and quality of life (Short Form 36 questionnaire) were measured before the intervention and 3 months after the euthyroid state had been achieved in SCH patients.Results: Significant reduction in body weight (p=0.030), systolic and diastolic blood pressure (p=0.024, p=0.019), homocysteine (p<0.001), leukocytes and neutrophils (p=0.011, p=0.001), INR (p=0.049), K levels (p=0.040, p=0.013), HbA1c (p=0.001), fasting insulin (p<0.001) and insulin resistance measured by HOMA index (p<0.001), lipid parameters (total cholesterol (p<0.001), LDL-cholesterol (p<0.001), triglycerides (p=0.007), apoB (p=0.022), Lp(a) (p<0.001), LDL/HDL (p=0.008), LAP (p=0.04) and apoB/apoA1 ratios (p<0.023)), TSH (p<0.001) and tAbs (p<0.001) was recorded. Frequency of fatty liver (20% to 2.9%, p=0.016), hyperlipidemia (85% to 65.7%, p=0.001) and metabolic syndrome (34.3% to 2.9%, p=0.070) significantly decreased. A statistically significant positive association was found between the average dose of levothyroxine and changes in physical functioning (r=0.391, p=0.020), vitality (r=0.393, p=0.020), mental health (r=0.374, p=0.027) and overall dimensions of mental health (r=0.376, p=0.026). With increasing doses of levothyroxine, the previously listed scores of SF 36 grew (r=0.296, p=0.084).Conclusions: Early substitution of SCH improved the many clinical and biochemical parameters related to cardiovascular risk. Quality of life was also improved, and correlated only with thyroxine doses suggesting an indirect relationship between the degree of hypothyroidism and quality of life.
Direct Estimation of Reference Intervals for Thyroid Parameters in the Republic of Srpska
Authors: Mirjanic-Azaric Bosa , Avram Sanja , Stojakovic-Jelisavac Tanja , Stojanovic Darja , Petkovic Mira , Bogavac-Stanojevic Natasa , Ignjatovic Svetlana , Stojanov Marina 
Published: April 2017

SummaryBackground: The aim of this study was to determine the reference values for thyrotropin (TSH), thyroid hormones (total and free thyroxine, T4 and fT4; total and free triiodothyronine, T3 and fT3), thyroglobulin (Tg) and thyroid antibodies (thyroid peroxidase, TPOAb and thyroglobulin antibody, TgAb) in the population of the Republic of Srpska.Methods: A total of 250 euthyroid subjects were enrolled in this study. A direct method for choosing reference subjects was used to establish reference intervals. The hormones and thyroid antibodies were measured by an electrochemiluminescence immunoassay method (ECLIA, Roche Diagnostics, Mannheim, Germany). We calculated the reference intervals by MedCalc, version 12.1.4.0 (MedCalc software, Belgium) as recommended by the IFCC (CLSI C28-A3).Results: Using guidelines recommended by the National Academy of Clinical Biochemistry (NACB) and based on standard statistical approaches, the reference intervals derived for TSH, fT4, T4, fT3, T3 were 0.75-5.32 mlU/L, 12.29-20.03 pmol/L, 73.49-126,30 nmol/L, 4.11-6.32 pmol/L, 1.15-2.32 nmol/L and for Tg, TPOAb, TgAb were 3.63-26.00 mg/L, <18.02 mlU/L, < 98.00 mlU/L, respectively. We found a significant difference (p<0.05) in TSH and fT3 values between different age groups as well as in T4, fT4 and fT3 values between gender groups.Conclusions: The established reference values for the population of the Republic of Srpska were significantly different from the values recommended by the manufacturer of reagents (Roche Diagnostics). Our results showed that a laboratory needs to establish its own reference values in order to set up a proper diagnosis, as well as to treat patients successfully.
Medical Biochemistry as Subdiscipline of Laboratory Medicine in Serbia
Authors: Jovičić Snežana , Majkić-Singh Nada 
Published: April 2017

SummaryMedical biochemistry is the usual name for clinical biochemistry or clinical chemistry in Serbia, and medical biochemist is the official name for the clinical chemist (or clinical biochemist). This is the largest sub-discipline of the laboratory medicine in Serbia. It includes all aspects of clinical chemistry, and also laboratory hematology with coagulation, immunology, etc. Medical biochemistry laboratories in Serbia and medical biochemists as a profession are part of Health Care System and their activities are regulated through: the Health Care Law and rules issued by the Chamber of Medical Biochemists of Serbia. The first continuous and organized education for Medical Biochemists (Clinical Chemists) in Serbia dates from 1945, when the Department of Medical Biochemistry was established at the Pharmaceutical Faculty in Belgrade. In 1987 at the same Faculty a five years undergraduate study program was established, educating Medical Biochemists under a special program. Since the academic year 2006/2007 the new five year undergraduate (according to Bologna Declaration) and four-year postgraduate program according to EC4 European Syllabus for Postgraduate Training in Clinical Chemistry and Laboratory Medicine has been established. The Ministry of Education and Ministry of Public Health accredited these programs. There are four requirements for practicing medical biochemistry in the Health Care System: University Diploma of the Faculty of Pharmacy (Study of Medical Biochemistry), successful completion of the professional exam at the Ministry of Health after completion of one additional year of obligatory practical training in the medical biochemistry laboratories, membership in the Serbian Chamber of Medical Biochemists and licence for skilled work issued by the Serbian Chamber of Medical Biochemists. In order to present laboratory medical biochemistry practice in Serbia this paper will be focused on the following: Serbian national legislation, healthcare services organization, sub-disciplines of laboratory medicine and medical biochemistry as the most significant, education in medical biochemistry, conditions for professional practice in medical biochemistry, continuous quality improvement, and accreditation. Serbian healthcare is based on fundamental principles of universal health coverage and solidarity between all citizens.
Procalcitonin and CRP as Biomarkers in Discrimination of Community-Acquired Pneumonia and Exacerbation of COPD
Authors: Çolak Ayfer , Yılmaz Celalettin , Toprak Burak , Aktoğu Serir 
Published: April 2017

Summary
Background: Serum procalcitonin (PCT) and C-reactive protein (CRP) are markers of systemic inflammation and bacterial infection. We aimed to compare the usefulness of procalcitonin and CRP in patients with communityacquired pneumonia and exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (COPD).
Methods: A total of 116 consecutive patients were included in the study: 76 with chronic obstructive pulmonary disease in group 1, and 40 with pneumonia in group 2.
Results: Median serum CRP level was 44 mg/L in the COPD group and 132 mg/L in the pneumonia group. Median value of serum PCT was found to be 0.07 in the COPD group and 0.14 ng/mL in the pneumonia group. Serum PCT and CRP levels were significantly higher in the pneumonia group compared to the COPD group (p<0.001). The area under the ROC curve was 0.788 (Cl: 0.704-0.872) for CRP and 0.699 (Cl: 0.599-0.800) for procalcitonin to identify pneumonia.
Conclusions: Procalcitonin and CRP levels were significantly higher in patients with community-acquired pneumonia presenting to the emergency department with indications for hospitalization than in patients with exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Serum CRP and procalcitonin concentrations were strongly correlated. CRP might be a more valuable marker in these patients with lower respiratory tract infections.
Interpretation of Erythropoietin and Haemoglobin Levels in Patients with Various Stages of Chronic Kidney Disease
Authors: Panjeta Mirsad , Tahirović Ismet , Sofić Emin , Ćorić Jozo , Dervišević Amela 
Published: April 2017

SummaryBackground: The production of erythrocytes is regulated by the hormone erythropoietin (EPO), which maintains the blood haemoglobin (Hb) levels constant under normal conditions. Human EPO is a glycoprotein hormone and its synthesis is controlled by the hypoxia-inducible transcription factor. The aim of this study was to establish EPO and Hb levels in patients with chronic kidney disease (CKD), as well as in control subjects, and to investigate the relationship between these parameters.Methods: This cross-sectional, observational study included 356 subjects with CKD divided into 4 subgroups according to their glomerular filtration rate (GFR). The control group consisted of 206 age and sex matched healthy subjects with GFR rate ≥90 mL/min/1.73 m2. EPO, Hb and serum creatinine levels were determined by using immunochemical and spectrophotometric methods. GFR was determined using the MDRD formula.Results: The CKD patients had significantly lower levels of haemoglobin (p<0.0005) and hematocrit (p<0.0005) compared to control group. Our results showed that Hb levels decreased, whereas serum creatinine increased with the increasing renal failure. The CKD patients in all four groups had significantly lower (p<0.0005) Hb levels, and significantly higher (p<0.0005) creatinine levels compared to the control group. The median EPO in group I and II were significantly higher (p=0.002; p=0.018), while median EPO in group III and IV were significantly lower (p=0.03; p=0.011) compared to the control group.Conclusions: In patients with CKD, GFR positively correlated with Hb and EPO, while the correlation between GFR and serum creatinine was negative.
Integrations on rings
Authors: Banič Iztok 
Published: April 2017

Abstract
In calculus, an indefinite integral of a function f is a differentiable function F whose derivative is equal to f. The main goal of the paper is to generalize this notion of the indefinite integral from the ring of real functions to any ring. We also investigate basic properties of such generalized integrals and compare them to the well-known properties of indefinite integrals of real functions.
Neuronale Schäden bei der bakteriellen Meningitis – Entstehungsmechanismen und mögliche Konsequenzen für die Behandlung
Authors: Nau Roland , Gerber Joachim 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Tod in der Akutphase der Erkrankung und neurologische Spätschäden sind häufige Komplikationen einer bakteriellen Meningitis. Diese werden gemeinschaftlich verursacht durch 1.) die systemische Entzündungsreaktion des Wirts (Einwanderung von Granulozyten und Monozyten in das zentrale Nervensystem (ZNS), Gefäßentzündung, Hirnschwellung und sekundäre zerebrale Durchblutungsstörungen), 2.) die Stimulation residenter Mikrogliazellen im ZNS durch bakterielle Produkte und 3.) direkte Neurotoxizität einiger Bakterienbestandteile. Die neuronale Schädigung wird vermittelt durch freie Radikale, Proteasen, Zytokine, exzitatorische Aminosäuren und intrazellulären Kalzium-Einstrom. Unmittelbar zum Zelltod führende Ereignisse sind zellulärer Energieverlust mit Depolarisation des Ruhemembranpotenzials, Aktivierung von Caspasen und anderen Proteasen. Bei der antibiotisch behandelten experimentellen Pneumokokken-Meningitis verstärkt das Glukokortikoid Dexamethason den Neuronenschaden in der Formatio hippocampi. Dies deutet darauf hin, dass trotz positiver klinischer Studien die Gabe von Glukokortikoiden zusätzlich zur antibiotischen Therapie nicht die ideale adjuvante Behandlungsstrategie darstellt. Ansätze, die selektiver in die Mechanismen der neuronalen Schädigung eingreifen und die in Tiermodellen wirksam sind, sind die Therapie mit Proteinsynthese-hemmenden Antibiotika, die Bakterienzellen zwar töten, aber nicht lysieren, die Gabe von Antioxidanzien sowie Inhibitoren von Transkriptionsfaktoren, Matrix-Metalloproteinasen und Caspasen.
Apollos Gabe und Fluch – Funktionelle und dysfunktionelle Plastizität bei Musikern
Authors: Altenmüller Eckart , Bangert Marc 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Untersuchungen zur Neuroplastizität haben auf Verhaltens- und zellulärer Ebene gezeigt, dass die Relevanz der Stimuli von großer Bedeutung für die Ausprägung zentralnervöser Adaptationen ist. Offensichtlich scheint das Musizieren eine derartige Relevanz zu besitzen, denn professionelle Musiker sind ideal, um Effekte der Neuroplastizität zu studieren. Zwei Gründe können dafür angeführt werden: 1.) Musizieren schließt überaus komplexe sensorische und motorische Funktionen ein und 2.) Musizieren erfordert jahrelanges Üben. In diesem Übersichtsartikel sollen die durch das Musizieren ausgelösten strukturellen und funktionellen zentralnervösen Veränderungen dargestellt werden, wobei in erster Linie die Ergebnisse bildgebender Verfahren berücksichtigt werden. Plastizität lässt sich in auditiven und sensomotorischen Arealen von Musikern darstellen. Strukturelle Veränderungen finden sich darüber hinaus im Bereich des Balkens und des Kleinhirns von Musikern. Auditiv-sensomotorische Integration führt bereits nach 20 Minuten zu Veränderungen der neuronalen Konnektivität. Als Beispiel für dysfunktionelle Plastizität gilt die Musiker-Dystonie, deren Grundlage eine Verschmelzung sensorischer Fingerrepräsentationen ist.
Kortikale Repräsentation von Schmerz
Authors: Ploner Markus , Schnitzler Alfons 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Entgegen der traditionellen Sichtweise, dass der zerebrale Kortex nicht an der Verarbeitung von Schmerz beteiligt sei, konnte in den letzten Jahrzehnten ein ausgedehntes kortikales Netzwerk schmerzverarbeitender Areale gezeigt werden. Dieses Netzwerk umfasst insbesondere die primären (S1) und sekundären (S2) somatosensorischen Kortizes, den insulären Kortex und den vorderen zingulären Kortex (ACC). Diese Areale sind überwiegend parallel organisiert und verschiedenen qualitativen Aspekten der Schmerzwahrnehmung zuzuordnen. S1 ist mit der sensorisch-diskriminativen Komponente von Schmerz assoziiert, während S2 von besonderer Bedeutung für kognitive Aspekte der Schmerzwahrnehmung zu sein scheint. Dem Inselkortex wird eine entscheidende Rolle für autonome Reaktionen auf schmerzhafte Reize und affektive Aspekte schmerzbezogenen Lernens und Gedächtnisses zugesprochen. Der ACC ist eng mit dem Schmerzaffekt und der Integration von Affekt, Kognition und motorischer Reaktion verbunden. Zudem konnten enge Assoziationen zwischen S1 und erstem Schmerz und dem ACC und zweitem Schmerz gezeigt werden. Diese Befunde belegen, wie in den letzten Jahren hochdifferenzierte Einblicke in die Entstehung von Schmerz im menschlichen Kortex gewonnen werden konnten.
Neurotransmitterfreisetzung an chemischen Synapsen: Zusammenbau und molekulare Organisation der aktiven Zone
Authors: Dresbach Thomas , Altrock Wilko D. , Gundelfinger Eckart D. 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Chemische Synapsen sind Schlüsselstrukturen der Kommunikation zwischen Nervenzellen. An ihnen werden von der präsynaptischen Zelle chemische Botenstoffe - Neurotransmitter - freigesetzt, die von einem postsynaptischen Detektionsapparat aufgespürt und in intrazellulär verständliche Signale übersetzt werden. Neurotransmitter sind in kleinen membranumhüllten Containern - den synaptischen Vesikeln - in der Präsynapse gespeichert und werden nach elektrischer Stimulationan an einer genau definierten Stelle der präsynaptischen Membran - der aktiven Zone - ausgeschüttet. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die aktuellen Fortschritte bei der Erforschung der molekularen Struktur der aktiven Zone und ihres Zusammenbaus während der synaptischen Verschaltung der Nervenzellen. In den letzten Jahren wurde eine Reihe von neuen Proteinen entdeckt, die spezifisch an der aktiven Zone angelagert werden und dort eine Art Matrix, die Cytomatrix an der aktiven Zone (CAZ), bilden. Sie tragen Namen wie Bassoon (Fagott), Piccolo/Aczonin, RIM oder Munc13. Neben einer strukturgebenden Funktion scheinen diese Proteine an der Organisation der verschiedenen Schritte der Transmitterausschüttung beteiligt zu sein. Zudem konnten Bassoon und Piccolo als Sonden eingesetzt werden, um den Zusammenbau der aktiven Zone zu verfolgen. So lassen jüngste Untersuchungen vermuten, dass die Bausteine der CAZ nicht wie ursprünglich angenommen Stück für Stück zur Präsynapse transportiert werden, sondern dass die Zelle hier das Prinzip ‘Fertighaus’ anwendet, das heißt, dass die aktive Zone teilweise bereits innerhalb der Zelle zusammengesetzt und dann aus diesen vorgefertigten Teilen an der Synapse montiert wird. Damit lässt sich prinzipiell auch verstehen, warum neue Synapsen innerhalb von wenigen Minuten gebildet werden können.
Integrationszentrum oder ausführende Struktur? Neue Befunde zur Stellung des Mittelhirns der Wirbeltiere
Authors: Luksch Harald , Gaese Bernhard 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Bei allen Wirbeltieren ist das visuelle Mittelhirn eingebunden in die Raumorientierung und speziell in die Ausrichtung der sensorischen Systeme. Wie autonom aber ist diese Struktur? Bei Fischen, Amphibien, Reptilien und Vögeln wird das optische Tectum als wichtigstes visuelles Zentrum betrachtet, das eine zentrale Funktion bei der gesamten Verhaltenssteuerung hat. Dem Colliculus superior der Säuger wird dagegen nur eine untergeordnete Rolle als ausführende Station unter Kontrolle des Kortex zugewiesen.
Diese klassische Sicht auf die Gehirnorganisation der Wirbeltiere ist nach neueren Befunden nicht mehr aufrechtzuerhalten. Wir haben in diesem Artikel verschiedene Befunde zusammengestellt, die bei allen Wirbeltieren auf eine vergleichbare Integration des visuellen Mittelhirns in die Verarbeitung sensorischer Stimuli hinweisen. In vergleichend anatomischen Arbeiten sind identische Projektionen und Zelltypen beschrieben worden. Läsionsexperimente führen zu Ausfallserscheinungen, die nicht mit der klassischen Vorstellung erklärt werden können. Bei Vögeln und bei Säugern werden zunehmend sensorische Verarbeitungsleistungen im Mittelhirn beschrieben, deren Ergebnisse nicht nur zur Auslösung adäquater Orientierungsreaktionen genutzt werden. Funktionelle Untersuchungen deuten vielmehr an, dass die Aktivität an das Vorderhirn weitergegeben wird und dort zu weiteren Wahrnehmungsleistungen oder zu kognitiver Kontrolle beiträgt. Dies deutet eine eigenständige Bedeutung des Mittelhirns in der Verarbeitung an, die weit über die klassische Sicht als Reflexzentrum hinausgeht.
Pathogenese und Pathophysiologie der Narkolepsie
Authors: Mayer Geert , Pollmächer Thomas 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Die Narkolepsie besticht durch die Vielfältigkeit ihrer Symptome. Durch die Entdekkung des Neuropeptids Orexin, das im Liquor von Narkolepsiepatienten nicht nachweisbar ist, konnten neue Einblicke in die Pathophysiologie der Erkrankung gewonnen werden. Die Orexine beeinflussen verschiedene an der Schlafregulation beteiligte Neurotransmittersysteme. Der Orexinmangel kann sowohl eine verminderte Exzitation noradrenerger Neurone als auch eine Enthemmung des cholinergen Tonus verursachen. Durch diese Veränderung des Zusammenspiels lassen sich einige narkoleptische Symptome einfach erklären. Narkolepsieähnliche Symptome können im Tierversuch durch Manipulation des Orexinsystems erzeugt werden. Als Erkrankung mit der stärksten HLA-Assoziation beflügelt konsequenterweise die bisher unbeantwortete Frage, ob die Narkolepsie durch einen Autoimmunprozess orexinhaltige Neurone zerstört, den wissenschaftlichen Forschungsprozess.
FRET - Mikroskopie: Einblicke in die Wirkungsweise der zellularen Maschinerie
Authors: Lange Dirk , Wouters Fred S. 
Published: April 2017

Zusammenfassung
Das tiefere Verständnis für die Funktionsweise der Zelle ist ein wichtiges Ziel in der modernen Zellbiologie. Die vielen Genprodukte wurden nach der Sequenzierung kompletter Genome katalogisiert, sowie Protein-Expressionsmuster in unterschiedlichen Geweben und unter verschiedenen Bedingungen identifiziert. Die nächste bedeutende Herausforderung ist die Aufklärung der Funktion und des Zusammenhangs dieser einzelnen Bestandteile, die die zellulare Maschinerie bilden. Im Gegensatz zu dem großen, aber direkten Aufwand ihrer Identifizierung setzt die Bestimmung derer zellularen Rolle voraus, dass die Messungen in lebendigen Zellen und unter physiologisch relevanten Konditionen und Reizen ausgeführt werden. Diese Information ist von großer Bedeutung, was Behandlungsmöglichkeiten bei Krankheiten angeht. Zum Beispiel agieren die meisten Neuropharmaka heutzutage auf der Ebene der Zellmembranen, d.h. auf Neurotransmitter-Transporter, -Metabolismen und -Rezeptoren oder auf Ionenkanälen. Die weiteren intrazellularen Signalwege blieben weitgehend unerforscht und sind deswegen unzugänglich. Die Untersuchung der physiologischen Funktion und die Wirkungsweise der Biomoleküle ist die Aufgabe der zellularen molekularen Physiologie. Wir beschreiben das Aufkommen nützlicher optischer Techniken und wie sie im zunehmenden Maße ihren Platz neben der klassischen elektrophysiologischen Anwendung zur Erforschung des Verhaltens der Biomoleküle in lebendigen Zellen finden.