OPUS 4 | Universitätspublikationen

Particulate matter (PM) 2.5 levels in ETS emissions of a Marlboro Red cigarette in comparison to the 3R4F reference cigarette under open- and closed-door condition (2012)

Daniel Müller Johannes Schulze Hanns Ackerman Doris Klingelhöfer Stefanie Uibel Jan David Alexander Groneberg

Introduction: Potential health damage by environmental emission of tobacco smoke (environmental tobacco smoke, ETS) has been demonstrated convincingly in numerous studies. People, especially children, are still exposed to ETS in the small space of private cars. Although major amounts of toxic compounds from ETS are likely transported into the distal lung via particulate matter (PM), few studies have quantified the amount of PM in ETS. Study aim The aim of this study was to determine the ETS-dependent concentration of PM from both a 3R4F reference cigarette (RC) as well as a Marlboro Red brand cigarette (MRC) in a small enclosed space under different conditions of ventilation to model car exposure. Method: In order to create ETS reproducibly, an emitter (ETSE) was constructed and mounted on to an outdoor telephone booth with an inner volume of 1.75 m3. Cigarettes were smoked under open- and closed-door condition to imitate different ventilation scenarios. PM2.5 concentration was quantified by a laser aerosol spectrometer (Grimm; Model 1.109), and data were adjusted for baseline values. Simultaneously indoor and outdoor climate parameters were recorded. The time of smoking was divided into the ETS generation phase (subset "emission") and a declining phase of PM concentration (subset "elimination"); measurement was terminated after 10 min. For all three time periods the average concentration of PM2.5 (Cmean-PM2.5) and the area under the PM2.5 concentration curve (AUC-PM2.5) was calculated. The maximum concentration (Cmax-PM2.5) was taken from the total interval. Results: For both cigarette types open-door ventilation reduced the AUC-PM2.5 (RC: from 59 400 +/- 14 600 to 5 550 +/- 3 900 mug*sec/m3; MRC: from 86 500 +/- 32 000 to 7 300 +/- 2 400 mug*sec/m3; p < 0.001) and Cmean-PM2.5 (RC: from 600 +/- 150 to 56 +/- 40 mug/m3, MRC from 870 +/- 320 to 75 +/- 25 mug/m3; p < 0.001) by about 90%. Cmax-PM2.5 was reduced by about 80% (RC: from 1 050 +/- 230 to 185 +/- 125 mug/m3; MRC: from 1 560 +/-500 mug/m3 to 250 +/- 85 mug/m3; p < 0.001). In the subset "emission" we identified a 78% decrease in AUC-PM2.5 (RC: from 18 600 +/- 4 600 to 4 000 +/- 2 600 mug*sec/m3; MRC: from 26 600 +/- 7 200 to 5 800 +/- 1 700 mug*sec/m3; p < 0.001) and Cmean-PM2.5 (RC: from 430 +/- 108 to 93 +/- 60 mug/m3; MRC: from 620 +/- 170 to 134 +/- 40 mug/m3; p < 0.001). In the subset "elimination" we found a reduction of about 96-98% for AUC-PM2.5 (RC: from 40 800 +/- 11 100 to 1 500 +/- 1 700 mug*sec/m3; MRC: from 58 500 +/- 25 200 to 1 400 +/- 800 mug*sec/m3; p < 0.001) and Cmean-PM2.5 (RC: from 730 +/- 200 to 27 +/- 29 mug/m3; MRC: from 1 000 +/- 450 to 26 +/- 15 mug/m3; p < 0.001). Throughout the total interval Cmax-PM2.5 of MRC was about 50% higher (1 550 +/- 500 mug/m3) compared to RC (1 050 +/- 230 mug/m3; p < 0.05). For the subset "emission" - but not for the other periods - AUC-PM2.5 for MRC was 43% higher (MRC: 26 600 +/- 7 200 mug*sec/m3; RC: 18 600 +/- 4 600 mug*sec/m3; p < 0.05) and 44% higher for Cmean-PM2.5 (MRC: 620 +/- 170 mug/m3; RC: 430 +/- 108 mug/m3; p < 0.05). Conclusion: This method allows reliable quantification of PM2.5-ETS exposure under various conditions, and may be useful for ETS risk assessment in realistic exposure situations. The findings demonstrate that open-door condition does not completely remove ETS from a defined indoor space of 1.75 m3. Because there is no safe level of ETS exposure ventilation is not adequate enough to prevent ETS exposure in confined spaces, e.g. private cars. Additionally, differences in the characteristics of cigarettes affect the amount of ETS particle emission and need to be clarified by ongoing investigations.

Airway responses and inflammation in subjects with asthma after four days of repeated high-single-dose allergen challenge (2012)

Johannes Schulze Sandra Voss Ulrich Zissler Markus A. Rose Stefan Zielen Ralf Schubert

Background: Both standard and low-dose allergen provocations are an established tool in asthma research to improve our understanding of the pathophysiological mechanism of allergic asthma. However, clinical symptoms are less likely to be induced. Therefore, we designed a protocol for repetitive high-dose bronchial allergen challenges to generate clinical symptoms and airway inflammation. Methods: A total of 27 patients aged 18 to 40 years with positive skin-prick tests and mild asthma underwent repetitive high-dose allergen challenges with household dust mites for four consecutive days. Pulmonary function and exhaled NO were measured at every visit. Induced sputum was analysed before and after the allergen challenges for cell counts, ECP, IL-5, INF-γ, IL-8, and the transcription factor Foxp3. Results: We found a significant decrease in pulmonary function, an increased use of salbutamol and the development of a late asthmatic response and bronchial hyperresponsiveness, as well as a significant induction of eNO, eosinophils, and Th-2 cytokines. Repeated provocation was feasible in the majority of patients. Two subjects had severe adverse events requiring prednisolone to cope with nocturnal asthma symptoms. Conclusions: Repeated high-dose bronchial allergen challenges resulted in severe asthma symptoms and marked Th-2-mediated allergic airway inflammation. The high-dose challenge model is suitable only in an attenuated form in diseased volunteers for proof-of-concept studies and in clinical settings to reduce the risk of severe asthma exacerbations. Trial registration: ClinicalTrials.govNCT00677209

Spiegeln sich studentische Fachpräferenzen in Prüfungsergebnissen wieder? : Poster (2006)

Johannes Schulze

Poster Während des klinischen Studienabschnittes bildet sich der Eindruck, dass Studierende entweder stärker an eher theoretischen Gebieten wie Innere Medizin, Pharmakologie oder Klinischer Chemie interessiert sind, oder an praktisch orientierten, meist operativen Disziplinen. Wir haben diese Hypothese am Fachbereich Medizin der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt getestet mit den Prüfungsergebnissen für die Noten in den klinischen Fächern. Die Klausuren werden mit einem vergleichbaren Format in allen Fächern abgehalten, praktische Fähigkeiten werden durch OSCE-Prüfungen gemessen. Die derzeitige Datenbasis umfasst 300 - 1000 Studierende pro Fach. Die derzeitigen Ergebnisse zeigen eine stärkere Korrelation der Prüfungsleistungen in verwandten Fächern; die Korrelationen zwischen theoretischen und praktischen Prüfungsleistungen sind entgegen den Erwartungen nicht stark ausgeprägt. Bei der Interpretation ist zu berücksichtigen, dass die individuellen Leistungen auch durch andere Faktoren beeinflusst werden, wie die Notwendigkeit des Arbeitens, Tätigkeiten im Rahmen einer Dissertation oder extracurriculare Aktivitäten, die die Prioritäten in Klausuren oder praktischen Prüfungen von einer guten Note zum Bestehen ändern können. Auch die derzeitige Unsicherheit über die Bedeutung der Fachnoten trägt dazu bei, nicht in jedem Fall gute Noten erreichen zu wollen. Die derzeitigen Daten zeigen keine ausgeprägte Clusterung studentischer Lernleistungen; typischerweise sind individuelle Studierende entweder in allen Fächern herausragend, oder in keinem Fach.

Nichtschulische Auswahlkriterien für die Zulassung zur Humanmedizin in Deutschland und Österreich : Poster (2006)

Johannes Schulze

Deutsche medizinische Fachbereiche und Fakultäten sollen ihre Studienanfänger nach eigenen Kriterien aussuchen. Da bis zu 40 000 Bewerbungen pro Jahr erwartet werden können, ist eine Vorauswahl erforderlich, bevor arbeitsintensivere Auswahlmechanismen eingesetzt werden können. Wir haben einen Fragebogen konzipiert für den Versuch, zusätzlich zu schulischen Leistungen weitere Bewerbercharakteristika zu erfassen wie vorbestehendes medizinisch relevantes Wissen, musische, soziale, sportliche und berufliche Aktivitäten. Alle Studienanfänger des Wintersemesters 2005/2006 (860 Studierende) der Medizinischen Fachbereiche/Fakultäten an der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt (FFM) und der Medizinischen Universität Innsbruck (MUI) wurden gebeten, diesen Fragebogen auszufüllen. Zum Wintersemester 2005/2006 wurde in FFM ausschließlich nach Abiturnote zugelassen, während die Zulassung an der MUI nach dem Posteingang der Bewerbung erfolgte, ohne Berücksichtigung von Schulnoten. Beide Gruppen (FFM 431 Studierende, MUI 429 Studierende) gaben vergleichbare nichtschulische Aktivitäten mit fast identischer Häufigkeit an, mit der Ausnahme der Ableistung eines Krankenhauspraktikums. Ein Pflegepraktikum wird von der deutschen Approbationsordnung verlangt, kann aber vor Studienbeginn absolviert werden, so dass deutsche Studienbeginner (sowohl Zulassung in FFM - 53%; deutsche Studienanfänger an der MUI - 67%) überwiegend ein Praktikum absolviert hatten, während österreichische Studienanfänger ein Praktikum wesentlich seltener abgeleistet hatten (14%). Derzeit sollten die erfassten nichtschulischen Leistungen als Zulassungskriterium für das Medizinstudium nur nach vorheriger Überprüfung der Eignung verwendet werden.

Naturwissenschaftliche Vorkenntnisse deutscher Studienanfänger in der Humanmedizin (2006)

Marina von Dülmen Chris Koliussis Rene Ludwig Johannes Schulze

Gute naturwissenschaftliche Vorkenntnisse sind insbesondere für den vorklinischen Studienabschnitt wichtig. Wegen der heterogenen Auswahl von Leistungskursen und Abituranforderungen kann jedoch nicht unbedingt von einem einheitlichen Wissensstand ausgegangen werden. Daher wurde versucht, mit einem Testbogen aus insgesamt 40 Aufgaben zur Biologie, Chemie, Mathematik und Physik den Wissensstand der Studienanfänger in Humanmedizin in Deutschland zu quantifizieren. Der Fragebogen enthielt neben Faktenaufgaben auch Anwendungen vor allem mathematischer und chemischer Prinzipien. Alle Fragen mussten durch Freitextantworten oder Skizzen beantwortet werden. Teilgenommen haben insgesamt 2 935 Studienanfänger des Wintersemesters 2004/2005 von 14 deutschen Universitäten (etwa 40% des Jahrganges). Im Mittel wurden 14,34 der 40 Aufgaben richtig beantwortet; etwas bessere Kenntnisse wurden in den 15 Biologiefragen (6,89) und den 8 Mathematikfragen erreicht (3,23), während vor allem in Chemie (2,18 von 10 Fragen) und Physik (1,55 von 8 Fragen) große Wissenslücken bestehen. Die Ergebnisse bestätigen, dass die naturwissenschaftlichen Vorkenntnisse der Studienanfänger schlecht sind; sie erfordern einen größeren Zeitaufwand für die Vermittlung des Abiturwissens im ersten vorklinischen Semester. Sinnvoll erscheint alternativ die verpflichtende Teilnahme an Zusatzkursen in diesen Fächern vor Aufnahme des eigentlichen Fachstudiums.

Möglichkeiten und Grenzen der Fragebogen-gestützten Erhebung von Soft skills als Zulassungskriterien zum Medizinstudium (2006)

Cornelia Bucksch-Beudt Anna Büchel Stefan Berkhoff Steffi Janko Andreas Kirchhoff Julia Kompatscher Hans-Georg Kraft Sandy Kujumdshiev Frank Nürnberger Falk Ochsendorf Moritz Rehner Johannes Schulze

Mit der Neuregelung der Studienplatzverteilung von 2005 haben die Universitäten in Deutschland die Möglichkeit, bis zu 60% der Studienplätze nach universitätseigenen Kriterien zu vergeben. Implizit wird vom Gesetzgeber und der öffentlichen Meinung gefordert, nicht-leistungsbezogene Kriterien und Persönlichkeitsmerkmale verstärkt zur Bewerberauswahl einzusetzen (Motivation, Identifikation, Vermeidung von Fehlvorstellungen). Da in Anbetracht der Bewerberzahlen mündliche Auswahlgespräche als ungeeignet erscheinen, wurde vom Fachbereich Medizin der Johann Wolfgang Goethe Universität ein Fragebogen entworfen, um nichtschulische Leistungen zu erfassen. Dieser Fragebogen wurde am Beginn des Wintersemesters 2005/2006 von allen Studienanfängern der JWG-Universität Frankfurt und der Medizinischen Universität Innsbruck ausgefüllt. Entgegen der initialen Erwartungen der Verfasser gaben nur etwa 15% Prozent Medizin-spezifische berufliche Vorerfahrungen an (Rettungsdienst, Ausbildung als Krankenschwester/pfleger oder ähnliches); dagegen wurden von etwa 60% angegeben, mindestens ein Musikinstrument zu spielen oder länger sportlich aktiv gewesen zu sein. Die Zusammenstellung der Selbstangaben zeigt, dass Medizin-relevante Vorkenntnisse nur bei einem kleinen Anteil der Studienbewerber in größerem Umfang vorhanden sind. Aufgrund der großen Streuung in der Art und Dauer der angegebenen Vorleistungen sollte die Erhebung von Parametern zur Beurteilung von soft skills, z.B. durch Online-Fragebogen, als (Vor)Selektionsinstrument nur sehr vorsichtig eingesetzt werden.

Format und Durchführung schriftlicher Prüfungen (2006)

Johannes Schulze Stefan Drolshagen

Alle Leistungsnachweise des klinischen Studienabschnittes nach neuer Ärztlicher Approbationsordnung müssen benotet werden; hierzu sind in der Regel schriftliche Prüfungen notwendig. Bisher erprobte Methoden beinhalten die Prüfung passiven Wissens (Einfachauswahlfragen, multiple choice-Fragen, progress test-Fragen) und aktiven Wissens (short essay questions, long essay questions). Vor- und Nachteile dieser Verfahren werden diskutiert, sowie die zur Erstellung, Durchführung und Auswertung schriftlicher Prüfungen notwendigen Ressourcen.

Einfluss des Fragenformates in Multiple-choice-Prüfungen auf die Antwortwahrscheinlichkeit : eine Untersuchung am Beispiel mikrobiologischer Fragen (2005)

Johannes Schulze Stefan Drolshagen Frank Nürnberger Falk Ochsendorf Volker Schäfer Claudia Brandt

Multiple choice (MC)-Klausuren sind im deutschen Medizinstudium trotz weitgehend fehlender Daten zur Validität dieser Prüfungsform zur Regelprüfung geworden. Darüber hinaus ist unklar, in welchem Ausmaß die Studierenden - auch solche mit guten Prüfungsergebnissen - den geprüften Lernstoff tatsächlich beherrschen. Am Fachbereich Medizin der Johann-Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt wurde am Ende des SS 2003 im Fach Mikrobiologie für die Studierenden des 2. klinischen Semesters eine MC-basierte Abschlussprüfung geschrieben. Die Studierenden des 1. klinischen Semesters hatten - bedingt durch Umstellungen des Curriculums - eine identische Ausbildung. Diese wurde durch eine inhaltlich weitgehend identische, im Format aber andere Klausur abgeschlossen, in der sowohl offene Fragen enthalten waren als auch Fragen, bei denen die Studierenden jede Aussage einzeln auf Korrektheit bewerten mussten. Der Vergleich der Ergebnisse für inhaltlich gleiche Fragen zeigt, dass die Studierenden im MC-Format eine hohe Quote richtiger Antworten erzielen, diese jedoch durch ein geändertes Fragenformat stark reduziert wird. So erreichten nur 20 - 30% der Studierenden ein vollständig richtiges Ergebnis, wenn jede Aussage einzeln bewertet werden musste, während die inhaltlich gleiche Frage im MC-Format 80 - 90% richtige Ergebnisse erzielte. In freien Fragen konnten nur 30 - 40% der Studierenden die richtige Antwort aktiv niederschreiben, während 90 -99% der Studierenden die richtige Lösung passiv erkannten. Wir interpretieren diese Ergebnisse dahin, dass der Entscheidungszwang in MC-basierten Fragen einen starken Einfluss auf die Quote richtiger Antworten hat, und die Prüfungsergebnisse damit wesentlich durch das Format beeinflusst werden, das Wissen dagegen nicht beherrscht wird. Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, Sorgfalt bei der Auswahl des Prüfungsverfahrens walten zu lassen und der Steuerung des studentischen Lernverhaltens durch das Prüfungsformat wesentlich mehr Aufmerksamkeit zu widmen als bisher.

Korrelationen zwischen schulischen und universitären Leistungen : sind Oberstufen- und Abiturprüfungsnoten Prädiktoren für Studienerfolge in der Medizin? (2008)

Anwar Syed Ali Johannes Schulze Frank Seibert-Alves Sandra Gentsch Frank Nürnberger

Seit dem Sommersemester 2006 führt der Fachbereich Medizin der J. W. Goethe – Universität kontinuierlich eine Analyse über den Zusammenhang der Oberstufen- und Abiturprüfungsnoten mit den Studiumserfolgen bei den Frankfurter Medizinstudierenden durch. Den Rahmen hierfür bildet das Projekt Studierendenauswahl zur Identifizierung und Validierung geeigneter Prädiktoren des Studienerfolgs zur universitären Auswahl (60 Prozent der Studiumsplätze in den ZVS-Fächern unterliegen der direkten Vergabekompetenz der Hochschulen). Wir präsentieren in dieser Kommunikation die Ergebnisse einer retrospektiven Datenerhebung bei den Studierenden im klinischen Studienabschnitt, welche Kurse zur Erlangung der Hochschulreife ausgewählt wurden (n=700). Hintergrund für dieses Vorgehen ist die Vermutung, dass zwischen der Kurswahl und dem Studienerfolg ein unmittelbarer Zusammenhang besteht. Die Studienleistungen wurden auf der Basis von fachbereichseigenen Prüfungen (vorklinische und klinische Leistungsnachweise) durch die Ergebnisse in den Staatsexamina identifiziert. Des Weiteren sollte geklärt werden, wie viele Leistungskurskombinationen – bedingt durch die Vorgaben des deutschen Oberstufensystems – vorliegen. Erste Auswertungen geben zu erkennen, dass die Korrelation zwischen den erreichten Punkten der individuellen Schulfächer (Mathematik, Biologie, Chemie, Deutsch und Englisch) und den Ergebnissen im 1.Abschnitt der ärztlichen Prüfung deutlich fachabhängig sind. Das Gleiche gilt für die Leistungskurswahl: Die große Anzahl verschiedener Leistungskurskombinationen (bei 700 Studierenden über 80) zeigt ausgesprochen variable Korrelationen mit den Leistungen im 1. Abschnitt der Ärztlichen Prüfung. Dabei ist die Leistungskurskombination Mathematik + Englisch nach unserer gegenwärtigen Analyse der beste Prädiktor für Erfolg im Medizinstudium. Diese Ergebnisse könnten in naher Zukunft als Basis des universitären Auswahlverfahrens für Medizinstudierende dienen.

Safety, tolerability, and impact on allergic inflammation of autologous E.coli autovaccine in the treatment of house dust mite asthma - a prospective open clinical trial (2011)

Markus A. Rose Bianca Weigand Ralf Schubert Johannes Schulze Stefan Zielen

Background: Asthma is increasing worldwide and results from a complex immunological interaction between genetic susceptibility and environmental factors. Autovaccination with E. coli induces a strong TH-1 immune response, thus offering an option for the treatment of allergic diseases. Methods: Prospective open trial on safety, tolerability, and impact on allergic inflammation of an autologous E.coli autovaccine in intermittent or mild persistent house dust mite asthma. Determination of exhaled nitric monoxide (eNO) before and after bronchial mite challenge initially and after nine months of autovaccination. Results: Median eNO increase after autovaccination was significantly smaller (from 27.3 to 33.8 ppb; p=0.334) compared to initial values (from 32.6 to 42.2 ppb; p=0.046) (p=0.034). In nine subjects and a total of 306 injections, we observed 101 episodes of local erythema (33.3%; median of maximal diameter 2.5 cm), 95 episodes of local swelling (31.1%; median of maximal diameter 3 cm), and 27 episodes of local pain (8.8%). Four subjects reported itching at the injection site with a total of 30 episodes (9.8%). We observed no serious adverse events. All organ functions (inclusive electrocardiogramm) and laboratory testing of the blood (clinical chemistry, hematology) and the urine (screening test, B-microglobuline) were within normal limits. Vital signs undulated within the physiological variability. Conclusion: The administration of autologous autovacine for the treatment of house dust mite asthma resulted in a reduction of the eNO increase upon bronchial mite challenge. In nine subjects and 306 injections, only a few mild local reactions and no systemic severe adverse events were observed. EudraCT Nr. 2005-005534-12 ClinicalTrials.gov ID NCT00677209

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