Arbeitsgruppen

​​​​​​​Neben der Krankenversorgung, der studentischen Lehre und der ärztlichen Fort- und Weiterbildung gehört die Forschung zu den Hauptaufgaben unserer Klinik.

Wissenschaftliche Schwerpunkte in der Anästhesiologie sind Mechanismen der Narkose, perioperativer Schmerztherapie und Malignen Hyperthermie. Projekte auf dem Gebiet der experimentellen Anästhesiologie untersuchen Mechanismen, die zur Entstehung und Behandlung chronischer Schmerzen beitragen, antibakterielle und antivirale Wirkmechanismen, atypische Wirkungen von Lokalanästhetika und Gewebeprotektion bei Ischämie. Wichtige Mediatoren für viele dieser Prozesse sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Wesentliche intensivmedizinische Fragestellungen zielen auf die Aufklärung von Pathomechanismen des akuten Lungenversagens ab."

Akutes Lungenversagen (ARDS)

​Das schwere akute Lungenversagen (acute respiratory distress syndrome, ARDS) ist eines der zentralen Krankheitsbilder bei Patient:innen, die auf einer Intensivstation behandelt werden. Klinisch ist es durch eine schwere und anhaltende Störung des pulmonalen Gasaustausches mit konsekutiver Hypoxämie und gleichzeitig bestehender pulmonaler Hypertonie gekennzeichnet.

Während einzelne therapeutische Maßnahmen der Therapie des ARDS gut belegt sind (z.B. Ventilation mit niedrigen Tidalvolumina), ist der Stellenwert anderer Interventionen noch unklar. Klinisch untersuchen wir in unserem ARDS-Zentrum verschiedene Therapieoptionen mit dem Ziel der Hierarchisierung zu einem Therapiealgorithmus, um die rationale Basis des Behandlungskonzepts zu verbessern.

Experimentell werden in verschiedenen Modellen des ARDS neue Therapieoptionen im ARDS untersucht.

Ansprechpartner: Dr. Theresa Völker, PD Dr. Sven Laudi​

Publikationen

Voelker MT, Bergmann A, Busch T, Jahn N, Laudi S, Noreikat K, Simon P, Bercker S. The effects of hemoglobin glutamer-200 and iNO on pulmonary vascular tone and arterial oxygenation in an experimental acute respiratory distress syndrome. Pulmonary pharmacology & therapeutics 2018;49:130–3. 

Jahn N, Lamberts RR, Busch CJ, Voelker MT, Busch T, Koel-Simmelink MJA, Teunissen CE, Oswald DD, Loer SA, Kaisers UX, Weimann J. Inhaled carbon monoxide protects time-dependently from loss of hypoxic pulmonary vasoconstriction in endotoxemic mice. Respiratory Research 2015;16.

Voelker MT, Busch T, Bercker S, Fichtner F, Kaisers UX, Laudi S. Restrictive transfusion practice during extracorporeal membrane oxygenation therapy for severe acute respiratory distress syndrome. Artificial organs 2015;39:374–8. 

Voelker MT, Fichtner F, Kasper M, Kamprad M, Sack U, Kaisers UX, Laudi S. Characterization of a double-hit murine model of acute respiratory distress syndrome. Clinical and experimental pharmacology & physiology 2014;41:844–53. 

CEOsys

​Seit dem Sommer 2020 ist die Klinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie im Rahmen des COVID-19-Evidenz-Oekosystems (CEOsys) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung engagiert. CEOsys ist ist Teil des Projektes „Netzwerk Universitätsmedizin). Hauptsächlich im Bereich der Aufarbeitung von wissenschaftlich gesicherten Fakten für die stationäre Behandlung von COVID-19-Patient:innen trugen wir zur Eindämmung der Pandemie bei. Das gemeinsame Projekt ist inzwischen beendet.

Inhaltliche Schwerpunkte vo​n CEOsys

Im täglichen Austausch befassten sich Expert:innen für ambulante, stationäre und klinisch-theoretische Medizin, Forschungsmethodik und Kommunikation bei CEOsys mit Fragen zu COVID-19 in sechs Themenfeldern:
1. Testung und Diagnostik
2. Ambulante und stationäre Behandlung
3. Intensiv- und palliativmedizinische Versorgung
4. Krankenhaushygiene
5. Prävention und Public Health (Gesundheitswesen)
6. Psychische Gesundheit

Langfr​istiger Effekt der Beteiligung an CEOsys

Über den Beitrag zur Bewältigung der aktuellen Pandemie hinaus hatte die Mitarbeit von 15 Ärzt:innen und zwei weiteren Wissenschaftler:innen aus dem UKL auch einen langfristigen Effekt: In regelmäßigen methodischen Schulungen im Rahmen von CEOsys und in Zusammenarbeit mit der Cochrane Collaboration sowie der täglichen inhaltlichen Arbeit, soll die wissenschaftsmethodische Expertise der Abteilung erweitert werden - insbesondere beim wissenschaftlichen Nachwuchs. Ziel davon war die Ertüchtigung zur eigenständigen Erstellung von Evidenzsynthesen auf höchstem Niveau sowie das Schaffen einer breiteren Basis von Mitarbeiter:innen, die zu bundesweiten Leitlinienprojekten beitragen können. 


Anspr​​​e​​chpartner

  • Priv.-Doz. Dr. Sven Laudi
  • ​Dr. Falk Fichtner

Beteiligte Mita​​rb​​eiter*innen

​Anna-Lena Fischer, Dr. Johannes Frank, Mirko Griesel, Dr. Felicitas Grundeis, Dr. Cindy Herchenhahn, Dr. Friedrich Hohmann, Dr. Karoline Kley, Dr. Andre Kramer, Nancy Olbrich, Oliver Peim, Dr. Christian Seeber, Dr. Volker Thieme, Dr. Astrid Vieler, Dipl.-Math. oec. Lisa Wedekind

Publikationen mit CEOsys-Bet​eiligung

Hintergrundinform​ati​onen zu CEOsys

Fast-Track Konzepte und perioperative Schmerztherapie

Fast-Track Konzepte wurden bereits in vielen Bereichen der operativen Medizin etabliert und werden von uns stetig weiterentwickelt und wissenschaftlich begleitet. Unsere aktuellen Projekte fokussieren auf die Endoprothetik, Thoraxchirurgie und Geburtshilfe.
Ziel ist es, die Selbstständigkeit des Patienten zu gewähren und durch eine rasche Mobilisation wenige Stunden nach der Operation eine schnellere Rekonvaleszenz ("rapid recovery") zu ermöglichen.
Im Rahmen dieser multimodalen Methode können weitere positive Effekte erzielt werden, wie eine niedrigere Komplikationsrate (insbesondere nosokomiale Infektionen und tiefe Beinvenenthrombosen) sowie eine verkürzte Liegedauer und raschere Rehabilitation der Patienten.

Anspr​​​ech​​partner

Lokalanästhetika

​Anti-Inflammatorische Eigenschaften der Lokalanästhetika – Outcome-relevant?

Seit über 100 Jahren sind die Lokalanästhetika fester Bestandteil der Anästhesie. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass diese Substanzen neben den bekannten analgetischen Wirkungen durch Blockade des spannungsabhängigen Natriumkanals zudem eine Vielzahl weiterer positiver Eigenschaften besitzen, die sogar das Ergebnis einer Operation positiv beeinflussen könnten. Experimentelle und auch klinische Studien suggerieren in diesem Zusammenhang eine führende Rolle möglicher anti-inflammatorischer Wirkweisen der Substanzen.

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der weiteren Aufklärung dieser Mechanismen, welche sich u.a. als eine Hemmung von zellulären Signaltransduktions-Prozessen im Rahmen einer Entzündung manifestieren.

Diese Inhibition ist beispielsweise in der Lunge (z.B. beim akuten Lungenschaden oder nach Transplantation) von Interesse und wird in den entsprechenden Modellen untersucht. Da diese Prozesse jedoch außerdem auch eine entscheidende Rolle bei Entstehung, Wachstum und Metastasierung solider Tumoren spielen, liegt der zweite Schwerpunkt der Arbeitsgruppe auf der Identifikation und Untersuchung von entzündlichen Signaltransduktions-Wegen in malignen Zellen mit entsprechenden Auswirkungen auf deren Potential (perioperativ) Metastasen zu bilden.

Ansprechpartner: PD Dr. med. Tobias Piegeler​

Publikationen

C.P. Both, J. Thomas, P.K. Bühler, A. Schmitz, M. Weiss, T. Piegeler: Factors associated with intravenous lidocaine in pediatric patients undergoing laparoscopic appendectomy - a retrospective, single-centre experience. BMC Anesthesiol. 2018; 18(1):88.

T. Piegeler and R. Werdehausen: [Systemic effects of amide-linked local anesthetics: Old drugs, new magic bullets?]. Anaesthesist. 2018 Jul; 67(7):525-528

T.N. Chamaraux-Tran and T. Piegeler: The amide local anesthetic lidocaine in cancer surgery – potential anti-metastatic effects and preservation of immune cell function? A narrative review. Front Med (Lausanne). 2017; 4:235. doi: 10.3389/fmed.2017.00235. eCollection 2017.

T. Piegeler, M.W. Hollmann, A. Borgeat, P. Lirk: Do Amide Local Anesthetics Play a Therapeutic Role in the Perioperative Management of Cancer Patients?. Int Anesthesiol Clin. 2016; 54(4):e17-32

T. Piegeler, M. Schläpfer, R.O. Dull, D.E. Schwartz, A. Borgeat, R.D. Minshall,B. Beck-Schimmer: Clinically relevant concentrations of lidocaine and ropivacaine inhibit TNFα-induced invasion of lung adenocarcinoma cells in vitro by blocking the activation of Akt and focal adhesion kinase. Brit J Anaesth. 2015; 115(5):784-91

Medizindidaktik und Ausbildungsforschung

​Sowohl die studentische Lehre im Rahmen des Medizinstudiums als auch die ärztliche Weiterbildung bis zur Facharztprüfung haben sich in den letzten Jahren deutlich verändert. War es vor kurzem noch das Ziel möglichst viel Faktenwissen zu vermitteln und dieses anschließend z.B. mit Multiple-Choice-Fragen oder in mündlichen Prüfungen zu testen, gilt die Vermittlung von theoretischen und praktischen Kompetenzen nunmehr als der kommende Goldstandard. Die kompetenzbasierte Wissensvermittlung und Prüfung erfordert teilweise grundlegend neue Konzepte in der studentischen Aus- und ärztlichen Weiterbildung.

Die Arbeitsgruppe für Medizindidaktik und Ausbildungsforschung beschäftigt sich daher hauptsächlich mit zwei Themenkomplexen:

  • Der effektive Einsatz neuer Medien in Bezug auf den Kompetenzerwerb im Medizinstudium.
  • Die (Weiter-)Entwicklung und der Einsatz neuer kompetenzbasierter Prüfungsformen im Medizinstudium und der ärztlichen Weiterbildung.

Ansprechpartner:Dr. med. Gunther Hempel, MME​

Publikationen

Hempel, G., Weissenbacher, A., Becker-Rux, D. et al. Der Querschnittsbereich 14 „Schmerzmedizin“ an der Universität Leipzig – was wurde erreicht?. Schmerz 36, 389–397 (2022). https://doi.org/10.1007/s00482-022-00665-7

G. Hempel, W. Heinke, M.F. Struck, T. Piegeler, D. Rotzoll (2019) Impact of Quantitative Feedback via High-Fidelity Airway Management Training on Success Rate in Endotracheal Intubation in Undergraduate Medical Students - A Prospective Single-Center Study. J. Clin. Med. 8:1465.

M. Vogelsang, K. Rockenbauch, H. Wrigge, W. Heinke, G. Hempel (2018) Medical Education for “Generation Z”: Everything online?! – An analysis of Internet-based media use by teachers in medicine GMS J Med Educ 35(2):Doc21.

G. Breuer, O. Ahlers, S. Beckers, J. Breckwoldt, B.W. Böttiger, W. Eichler, A. Frank, K. Hahnenkamp, G. Hempel, W. Koppert, O. Meyer, S. Mönk, A. Schaumberg, G. Schmidt, G. Schneider, S. Sopka, J. Schüttler. (2015) Nationaler Lernzielkatalog „Anästhesiologie“ mit fachspezifischen Aspekten der Bereiche Intensivmedizin, Notfall- und Schmerzmedizin. Anästh Intensivmed 56:546-558.

W. Heinke, D. Rotzoll, G. Hempel, M. Zupanic, P. Stumpp, U. Kaisers, M. Fischer. (2013) Do Students Benefit from Developing their Own Emergency Medicine OSCE Stations? A comparative study using the matched-pairs method. BMC Medical Education 13:138.

Neue Funktionen G-Protein-gekoppelter Rezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) sind die größte Klasse von Transmembranrezeptoren im Menschen. Sie haben wesentliche Funktionen im gesunden und kranken Organismus und sind das molekulare Ziel für etwa ein Drittel aller aktuellen Arzneimittel. Dennoch adressieren diese Medikamente nur sehr wenige der insgesamt etwa 800 GPCRs, was ein enormes Potenzial für neue Wirkstoffe und neue Anwendungen offenlässt. Beispielsweise werden aktuell nur wenige Peptid-aktivierte GPCRs für therapeutischen Anwendungen genutzt. Das Verständnis, wie Peptidliganden mit ihren Rezeptoren interagieren und welche Signalwege nach der Rezeptoraktivierung ausgelöst werden, ist ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zur Entwicklung wirksamerer und selektiverer Medikamente. Wir untersuchen diese Fragestellungen mittels von Strukturmodellen abgeleiteter rationaler Mutagenese von Rezeptoren und Liganden und messen verschiedene nachgeschaltete Signalwege in zellulären Modellsystemen. Darüber hinaus werden Protein-Protein-Wechselwirkungen im zellulären Kontext analysiert, um räumlich-zeitliche Einblicke in die Rezeptorsignalisierung zu erhalten.

Zusätzlich zu etablierten Ligand-Rezeptor-Paarungen sind für viele GPCRs die endogenen Liganden derzeit unbekannt („orphane Rezeptoren"). Dennoch zeigen diese Rezeptoren in bestimmten pathophysiologischen Zuständen eine regulierte Expression, und es stehen in gewissem Umfang synthetische Verbindungen zur Verfügung. Wir untersuchen, welche nachgeschalteten Signalwege zu positiven Wirkungen beitragen und ob klinisch eingesetzte Medikamente möglicherweise Kreuzreaktivität zeigen und somit zu synergistischen Effekten führen könnten.​

New modalities of G protein-coupled receptors

G protein-coupled receptors (GPCRs) are the largest class of transmembrane receptors in humans. They have essential functions in health and disease and are the molecular target for about one third of all current pharmaceuticals. Still, these drugs concentrate on very few of the total ~800 GPCRs, leaving vast potential for new drugs and new applications. Peptide-activated GPCRs are still underrepresented in therapeutic targeting. Understanding how peptide ligands interact with their receptors, and which signaling pathways are triggered downstream of receptor activation is an essential step towards the development of more potent and selective drugs. To address these questions, we use rational mutagenesis of receptor and ligands guided by structural models and measure multiple downstream pathways in cellulo. Moreover, protein-protein interactions are analyzed in cellular contexts to obtain spatio-temporal insights into receptor signaling.

In addition to established ligand-receptor pairings, the endogenous ligands of many GPCRs are currently unknown ('orphan receptors'). Yet, these receptors show regulated expression in certain pathophysiological states, and to some extent synthetic tool compounds are available. We analyze which downstream pathways contribute to beneficial effects and whether clinically used drugs might show cross-reactivity and lead to synergistic effects.

Funded by DFG SFB1423, project B03.


Ansprechpartnerin: Dr.rer.nat. Anette Kaiser, CV ​(PDF), Homepage (extern)​

Publikationen

Tang T, Tan Q, Han S, Diemar A, Löbner K, Wang H, Schüß C, Behr V, Mörl K, Wang M, Chu X, Yi C, Keller M, Kofoed J, Reedtz-Runge S, Kaiser A, Beck-Sickinger AG, Zhao Q, Wu B. Receptor-specific recognition of NPY peptides revealed by structures of NPY receptors. Sci Adv. 2022;8(18):eabm1232.

Groß VE, Gershkovich MM, Schöneberg T, Kaiser A, Prömel S. NanoBRET in C. elegans illuminates functional receptor interactions in real time. BMC Mol Cell Biol. 2022;23(1):8.

Gershkovich MM, Groß VE, Vu O, Schoeder CT, Meiler J, Prömel S, Kaiser A. Structural Perspective on Ancient Neuropeptide Y-like System reveals Hallmark Features for Peptide Recognition and Receptor Activation. J Mol Biol. 2021;433(13):166992.

Kaiser A, Coin I. Capturing Peptide-GPCR Interactions and Their Dynamics. Molecules. 2020;25(20):4724.

Kaiser A, Wanka L, Ziffert I, Beck-Sickinger AG. Biased agonists at the human Y1 receptor lead to prolonged membrane residency and extended receptor G protein interaction. Cell Mol Life Sci. 2020;77(22):4675-4691. ​

Polytrauma

​Die Schwerverletztenversorgung ist eine interdisziplinäre Herausforderung und erfordert von allen beteiligten Fachdisziplinen eine strukturierte Organisation bei der Versorgung. Die sichere Durchführung lebensrettender Maßnahmen unter zeitkritischen Bedingungen ist die Voraussetzung für ein gutes Behandlungsergebnis und erfordert daher eine entsprechende Ausbildung und Erfahrung. Eine Kontrolle dieses hohen Anspruchs durch Qualitätsmanagement ist ein wichtiges Instrument um geltende Mindeststandards zu gewährleisten und um weitere Risiken für den:die Patient:in zu minimieren. Darüber hinaus können neue Erkenntnisse eine relevante Bedeutung für die Akutversorgung Schwerverletzter haben.

Die bislang gewonnenen Bestandsaufnahmen aus der Patientenversorgung zeigen, dass bereits empfohlene Hilfsmittel bei invasiven Maßnahmen zukünftig noch konsequenter einzusetzen sind. Andererseits werden durch die Studienergebnisse (z.B. unerwünschte Wirkungen synthetischer Kolloidlösungen) auch etablierte Vorgehensweisen infrage gestellt. Um die Qualität in der Schwerverletztenversorgung weiter zu verbessern sind daher weitere Arbeiten und Handlungsempfehlungen erforderlich.

Die Arbeitsgruppe für Polytrauma und Schwerverletztenversorgung beschäftigt sich hauptsächlich mit zwei Themenkomplexen:

  • Versorgungsforschung von Maßnahmen in der Akutversorgung (z.B. Atemwegsmanagement, Anlagen invasive Zugänge und Thoraxdrainagen).
  • Identifikation von Prädiktoren des Behandlungsergebnisses (z.B. Blutglucose, Co-Morbidität, second hit-Phänomen, Transfusion/Gerinnungsfaktoren).

Ansprechpartner: PD Dr. med. Manuel Struck​

Publikationen

Struck MF, Fakler JKM, Bernhard M, Busch T, Stumpp P, Hempel G, Beilicke A, Stehr SN, Josten C, Wrigge H. (2018) Mechanical complications and outcomes following invasive emergency procedures in severely injured trauma patients. Sci Rep.8(1):3976.

Struck MF, Ewens S, Fakler JKM, Hempel G, Beilicke A, Bernhard M, Stumpp P, Josten C, Stehr SN, Wrigge H, Krämer S. (2018) Clinical consequences of chest tube malposition in trauma resuscitation: single-center experience. Eur J Trauma Emerg 2018 doi: 10.1007/s00068-018-0966-z.

Hilbert-Carius P, Schwarzkopf D, Reinhart K, Hartog CS, Lefering R, Bernhard M, Struck MF. (2018) Synthetic colloid resuscitation in severely injured patients: analysis of a nationwide trauma registry (TraumaRegister DGU). Sci Rep. 2018 Aug 1;8(1):11567.

Struck MF, Ewens S, Schummer W, Busch T, Bernhard M, Fakler JKM, Stumpp P, Stehr SN, Josten C, Wrigge H. (2018) Central venous catheterization for acute trauma resuscitation: Tip position analysis using routine emergency computed tomography. J Vasc Access.19(5):461-466.

Supraglottische Atemwegshilfen / Atemwegssicherung

​Supraglottische Atemwegshilfen wurden als Alternative zur endotrachealen Intubation und zur Maskenbeatmung entwickelt. Sie haben einen großen Stellenwert in der klinischen Anästhesie, beim schwierigen Atemweg und in der Notfallmedizin. In den vergangenen Jahren wurden viele Modifikationen der ursprünglichen Larynxmaske entwickelt, die die Beatmungseigenschaften verbessern und die Sicherheit erhöhen sollen.

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich zum einen in klinischen und experimentellen Studien mit Fragen der Beatmungsoptimierung und der Sicherheit solcher Atemwegshilfen und mit Fragen des Atemwegsmanagements auf Intensivstationen. 

Ansprechpartner: Prof. Dr. med. Sven Bercker​

Publikationen

Voelker MT, Wiechmann M, Dietz A, Laudi S, Bercker S: Two-Year Follow-Up After Percutaneous Dilatational Tracheostomy in a Surgical ICU. Respir Care 2017, 62:963-969

Dunnebier A, Gardill D, Kowalski I, Kaisers UX, Busch T, Hohne C, Stolzenburg JU, Bercker S: Laryngeal tube suction II or endotracheal intubation for laparoscopic radical prostatectomy in a head down position: A randomised controlled trial. Eur J Anaesthesiol 2017, 34:441-447

Schmidbauer W, Bercker S, Volk T, Bogusch G, Mager G, Kerner T: Oesophageal seal of the novel supralaryngeal airway device I-Gel in comparison with the laryngeal mask airways Classic and ProSeal using a cadaver model. Br J Anaesth 2009, 102:135-139.

Bercker S, Schmidbauer W, Volk T, Bogusch G, Bubser HP, Hensel M, Kerner T: A comparison of seal in seven supraglottic airway devices using a cadaver model of elevated esophageal pressure. Anesth Analg 2008, 106:445-448

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