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Hintergrund: Spielbedingte muskuloskelettale Beschwerden (engl.: playing-related musculoskeletal disorders = PRMDs) stellen ein erhebliches Gesundheitsproblem für Schlagzeuger_innen dar. Die Prävalenz auftretender Symptome ist in der oberen Extremität am höchsten, gefolgt von Beschwerden im unteren Rücken und der unteren Extremität. Forschung zur Kinematik beim Schlagzeugspiel beschränkte sich meist auf die obere Extremität und motorische oder leistungsbezogene Fragestellungen. Wenige Studien untersuchten mögliche Ursachen von PRMDs in der 3D-Kinematik. Daher besteht ein Mangel an Bewegungsanalyseprotokollen zur Bewertung von PRMDs bei Schlagzeuger_innen in klinischen Kontexten wie der Physiotherapie.
Zielsetzung: Ziel ist es, die Entwicklung und Evaluation eines Bewegungsanalyseprotokolls zur Bewertung der funktionellen Bewegungen des Ober- und Unterkörpers unter Schlagzeug-spezifischen Bedingungen während des Instrumentenspiels in einer klinischen Umgebung vorzustellen. Das Protokoll zielt darauf ab, den physiotherapeutischen Befunderhebungsprozess von PRMDs zu unterstützen.
Methoden: Die methodische Umsetzung erfolgte durch die Verknüpfung eines optoelektrischen Messsystems für den Oberkörper und eines inertialen Messsystems für den Unterkörper. Erforderliche Kalibrierungs- und Bewegungsaufgaben für die funktionelle Untersuchung wurden spezifiziert. Das Protokoll wurde an acht Schlagzeuger_innen getestet und die Daten im Hinblick auf die klinische Anwendbarkeit ausgewertet.
Ergebnisse: Die meisten Rotationswinkel wiesen eine angemessene Variabilität zwischen den Probanden auf, mit Ausnahme der Halswirbelsäule, des Ellbogens und der Hüftgelenke. Reproduzierbare Winkelverläufe zeigten sich vorwiegend in der oberen Extremität, Brust- und Lendenwirbelsäule sowie der rechten unteren Extremität.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse legen nahe, dass objektive Parameter ausgewertet und funktionelle Bewegungen während des Schlagzeugspiels quantifiziert werden können. Die Evaluation deutet darauf hin, dass nicht alle gemessenen 3D-Kinematiken reliable Winkel-Zeit-Verläufe für eine klinische Analyse produzieren. Das entwickelte Protokoll kann den physiotherapeutischen Befunderhebungsprozess zusammen mit einem prä-post-interventionellen Vergleich sowie die Erforschung biomechanischer Ursachen von PRMDs bei Schlagzeuger_innen unterstützen.
Background and Objectives
Despite the long-standing consensus on the importance of tumor size, tumor number and carcinoembryonic antigen (CEA) levels as predictors of long-term outcomes among patients with colorectal liver metastases (CRLM), optimal prognostic cut-offs for these variables have not been established.
Methods
Patients who underwent curative-intent resection of CRLM and had available data on at least one of the three variables of interest above were selected from a multi-institutional dataset of patients with known KRAS mutational status. The resulting cohort was randomly split into training and testing datasets and recursive partitioning analysis was employed to determine optimal cut-offs. The concordance probability estimates (CPEs) for these optimal cut offs were calculated and compared to CPEs for the most widely used cut-offs in the surgical literature.
Results
A total of 1643 patients who met eligibility criteria were identified. Following recursive partitioning analysis in the training dataset, the following cut-offs were identified: 2.95 cm for tumor size, 1.5 for tumor number and 6.15 ng/ml for CEA levels. In the entire dataset, the calculated CPEs for the new tumor size (0.52), tumor number (0.56) and CEA (0.53) cut offs exceeded CPEs for other commonly employed cut-offs.
Conclusion
The current study was able to identify optimal cut-offs for the three most commonly employed prognostic factors in CRLM. While the per variable gains in discriminatory power are modest, these novel cut-offs may help produce appreciable increases in prognostic performance when combined in the context of future risk scores.
Acute post-operative delirium (POD) and long-term post-operative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and associated with increased mortality, dependency on care giving and institutionalization rates. The POCD-related cost burden on the German long-term care insurance provides an indication for the savings potential from risk-adapted treatment schemes. Comprehensive estimates have not been assessed or published so far.
A model-based cost-analysis was designed to estimate POCD-related costs in the long-term care insurance. Comprehensive analysis of inpatient operations and procedures (OPS-codes) served as the base for case number calculations, which were then used as input to the actual cost model. POCD-incidence rates were obtained from the BioCog study. Various sensitivity analyses were performed to assess uncertainty of the model results.
Total POCD related annual costs in the German long-term care insurance account for approximately 1.6 billion EUR according to the base case of our analysis. Total annual costs for all POCD cases depend on surgery numbers, incidence rates, other assumptions, and uncertain input parameters.
The financial burden to the long-term care insurance is substantial, even in a conservative scenario of the cost model. Variability of results stems from uncertain assumptions, POCD-incidence rates and from uncertain patient numbers who are undergoing surgery and are therefore at risk to develop POCD.
Background
Postoperative delirium (POD) is a frequent and serious complication after surgery. Evidence of a relationship between anticholinergic medication and the development of delirium is inconclusive, but studies on POD are rare.
Objectives
The objective of this study was to evaluate the anticholinergic load of preoperative medication in older adult patients and its association with the development of POD.
Methods
This investigation was part of the European BioCog project (http://www.biocog.eu), a prospective multicenter observational study in older adult surgical patients (ClinicalTrials.gov identifier: NCT02265263, 15 October 2014). Patients with a Mini–Mental State Examination score ≤ 23 points were excluded. POD was assessed up to 7 days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method and a patient chart review. The preoperative anticholinergic load was calculated using the Anticholinergic Drug Scale (ADS), the Anticholinergic Risk Scale (ARS) and the Anticholinergic Cognitive Burden Scale (ACBS), and associations with POD were analyzed using logistic regression analysis adjusting for age, comorbidities, duration of anesthesia and number of drugs used.
Results
In total, 837 participants were included for analysis, and 165 patients (19.7%) fulfilled the criteria of POD. After adjusting for confounders, we found no association between preoperative anticholinergic load and the development of POD (ADS [points] odds ratio [OR] 0.928; 95% confidence interval [CI] 0.749–1.150; ARS [points] OR 0.832; 95% CI 0.564–1.227; ACBS [points] OR 1.045; 95% CI 0.842–1.296).
Conclusion
This study found no association between the anticholinergic load of drugs used preoperatively and the development of POD in older adult patients without severe preexisting cognitive impairment. Future analyses should examine the influence of intra- and postoperative administration of anticholinergic drugs as well as dosages of and interactions between medications.
Background: In longitudinal studies, observations are made over time. Hence, the single observations at each time point are dependent, making them a repeated measurement. In this work, we explore a different, counterintuitive setting: At each developmental time point, a lethal observation is performed on the pregnant or nursing mother. Therefore, the single time points are independent. Furthermore, the observation in the offspring at each time point is correlated with each other because each litter consists of several (genetically linked) littermates. In addition, the observed time series is short from a statistical perspective as animal ethics prevent killing more mother mice than absolutely necessary, and murine development is short anyway. We solve these challenges by using multiple contrast tests and visualizing the change point by the use of confidence intervals.
Results: We used linear mixed models to model the variability of the mother. The estimates from the linear mixed model are then used in multiple contrast tests.There are a variety of contrasts and intuitively, we would use the Changepoint method. However, it does not deliver satisfying results. Interestingly, we found two other contrasts, both capable of answering different research questions in change point detection: i) Should a single point with change direction be found, or ii) Should the overall progression be determined? The Sequen contrast answers the first, the McDermott the second. Confidence intervals deliver effect estimates for the strength of the potential change point. Therefore, the scientist can define a biologically relevant limit of change depending on the research question.
Conclusion: We present a solution with effect estimates for short independent time series with observations nested at a given time point. Multiple contrast tests produce confidence intervals, which allow determining the position of change points or to visualize the expression course over time. We suggest to use McDermott’s method to determine if there is an overall significant change within the time frame, while Sequen is better in determining specific change points. In addition, we offer a short formula for the estimation of the maximal length of the time series.
In this study the effect of PEF pre-treatment on the microstructure of freeze-dried strawberry dices was investigated. The PEF treatment has been performed at an electric field intensity of 1.07 kV/cm and a specific energy input of 1 kJ/kg. The samples were freeze-dried at a temperature of 45 °C and a pressure of 1 mbar. The microstructure of dried material was evaluated by different physical and optical methods, such as SEM, μ-CT and thermogravimetry. Moreover, mechanical and acoustic properties as well as the colour of processed material have been analyzed. PEF pre-treated strawberry dices showed a more uniform shape, a better retention of volume and a visual better quality compared to untreated ones. Moreover, PEF pre-treatment led to a more homogeneous distribution and a greater thickness of pores. In accordance, analysis of textural properties evidenced that PEF treated freeze-dried strawberry dices were crispier than untreated ones. Measurement of L*a*b*-values showed that PEF treated material was characterized by a more preserved colour after freeze-drying than untreated ones.
The apple fruit (Malus domestica L. Borkh) is one of the most popular fruits worldwide. Beyond their beneficial properties, apples contain proteins that trigger allergic reactions in susceptible consumers. Mal d1 to d4 are allergens present in a variety of different isoforms in apples. In this study, we used proteomics to quantify all four Mal d proteins in 52 apple genotypes with varying allergenic potentials. A total of 195, 17, 14, and 18 peptides were found to be related to Mal d1, d2, d3, and d4 proteins, respectively of which 25 different Mal d proteins could be unambiguously identified. The allergenic potential of the Mal d isoforms was characterized by comparing the isoform abundance with the allergenic score of genotypes from oral challenge tests. The detected Mal d peptides presumably have different IgE binding properties and could be used as potential molecular markers to discriminate between hypoallergenic and hyperallergenic cultivars.
Transition road maps – an investigative approach to map the daily life consumption of individuals
(2014)
The present paper aims at investigating an innovative approach to guide consumers’ daily life choices in Germany towards a more sustainable way of acting. This should be achieved by introducing a new concept: transition road maps. Transition road maps bear the capability of illustrating courses of consumption behaviour without being prohibitive. These schemes foster self-determined behaviour and encourage the consumer to rethink and restructure his or her habits of consumption, with a focus on sustainability. The innovative thought is, not to simply stick to the usual triad of spheres of activity, consisting of nutrition, mobility and housing. Instead further aspects of consumers’ daily routines are considered, such as leisure activities, time usage or financial activities. Moreover the transition road maps are based on a new ideology of combining and connecting the qualitative algorithm of time use, financial spending and resource impact of social practices in the area of private consumption. In the long-term, the transition road maps could e.g. be used in sustainability communication or consumer counselling.
Background:
Etomidate is typically used as an induction agent in cardiac surgery because it has little impact on hemodynamics. It is a known suppressor of adrenocortical function and may increase the risk for post-operative infections, sepsis, and mortality. The aim of this study was to evaluate whether etomidate increases the risk of postoperative sepsis (primary outcome) and infections (secondary outcome) compared to propofol.
Methods:
This was a retrospective before–after trial (IRB EA1/143/20) performed at a tertiary medical center in Berlin, Germany, between 10/2012 and 01/2015. Patients undergoing cardiac surgery were investigated within two observation intervals, during which etomidate and propofol were the sole induction agents.
Results:
One-thousand, four-hundred, and sixty-two patients, and 622 matched pairs, after caliper propensity-score matching, were included in the final analysis. Sepsis rates did not differ in the matched cohort (etomidate: 11.5% vs. propofol: 8.2%, p = 0.052). Patients in the etomidate interval were more likely to develop hospital-acquired pneumonia (etomidate: 18.6% vs. propofol: 14.0%, p = 0.031).
Conclusion:
Our study showed that a single-dose of etomidate is not statistically associated with higher postoperative sepsis rates after cardiac surgery, but is associated with a higher incidence of hospital-acquired pneumonia. However, there is a notable trend towards a higher sepsis rate.
Background:
Cardiac surgery patients represent a high-risk cohort in intensive care units (ICUs). Central venous pressure (CVP) measurement seems to remain an integral part in hemodynamic monitoring, especially in cardio-surgical ICUs. However, its value as a prognostic marker for organ failure is still unclear. Therefore, we analyzed postoperative CVP values after adult cardiac surgery in a large cohort with regard to its prognostic value for morbidity and mortality.
Methods:
All adult patients admitted to our ICUs between 2006 and 2019 after cardiac surgery were eligible for inclusion in the study (n = 11,198). We calculated the median initial CVP (miCVP) after admission to the ICU, which returned valid values for 9802 patients. An ROC curve analysis for optimal cut-off miCVP to predict ICU mortality was conducted with consecutive patient allocation into a (a) low miCVP (LCVP) group (≤11 mmHg) and (b) high miCVP (HCVP) group (>11 mmHg). We analyzed the impact of high miCVP on morbidity and mortality by propensity score matching (PSM) and logistic regression.
Results:
ICU mortality was increased in HCVP patients. In addition, patients in the HCVP group required longer mechanical ventilation, had a higher incidence of acute kidney injury, were more frequently treated with renal replacement therapy, and showed a higher risk for postoperative liver dysfunction, parametrized by a postoperative rise of ≥ 10 in MELD Score. Multiple regression analysis confirmed HCVP has an effect on postoperative ICU-mortality and intrahospital mortality, which seems to be independent.
Conclusions:
A high initial CVP in the early postoperative ICU course after cardiac surgery is associated with worse patient outcome. Whether or not CVP, as a readily and constantly available hemodynamic parameter, should promote clinical efforts regarding diagnostics and/or treatment, warrants further investigations.
Preoperative medication use and development of postoperative delirium and cognitive dysfunction
(2021)
Postoperative delirium (POD) and postoperative (neuro-)cognitive disorder (POCD) are frequent and serious complications after operations. We aim to investigate the association between pre-operative polypharmacy and potentially inappropriate medications and the development of POD/POCD in elderly patients. This investigation is part of the European BioCog project (www.biocog.eu), a prospective multicenter observational study with elderly surgical patients. Patients with a Mini-Mental State Examination score less than or equal to 23 points were excluded. POD was assessed up to 7 days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method (for the intensive care unit [ICU]), and a patient chart review. POCD was assessed 3 months after surgery with a neuropsychological test battery. Pre-operative long-term medication was evaluated in terms of polypharmacy (≥5 agents) and potentially inappropriate medication (defined by the PRISCUS and European list of potentially inappropriate medications [EU(7)-PIM] lists), and associations with POD and POCD were analyzed using logistic regression analysis. Eight hundred thirty-seven participants were included for analysis of POD and 562 participants for POCD. Of these, 165 patients (19.7%) fulfilled the criteria of POD and 60 (10.7%) for POCD. After adjusting for confounders, pre-operative polypharmacy and intake of potentially inappropriate medications could not be shown to be associated with the development of POD nor POCD. We found no associations between pre-operative polypharmacy and potentially inappropriate medications and development of POD and POCD. Future studies should focus on the evaluation of drug interactions to determine whether patients benefit from a pre-operative adjustment.
The benzodiazepine, midazolam, is one of the most frequently used sedatives in intensive care medicine, but it has an unfavorable pharmacokinetic profile when continuously applied. As a consequence, patients are frequently prolonged and more deeply sedated than intended. Due to its distinct pharmacological features, including a cytochrome P450-independent metabolization, intravenous lormetazepam might be clinically advantageous compared to midazolam. In this retrospective cohort study, we compared patients who received either intravenous lormetazepam or midazolam with respect to their survival and sedation characteristics. The cohort included 3314 mechanically ventilated, critically ill patients that received one of the two drugs in a tertiary medical center in Germany between 2006 and 2018. A Cox proportional hazards model with mortality as outcome and APACHE II, age, gender, and admission mode as covariates revealed a hazard ratio of 1.75 [95% CI 1.46–2.09; p < 0.001] for in-hospital mortality associated with the use of midazolam. After additionally adjusting for sedation intensity, the HR became 1.04 [95% CI 0.83–1.31; p = 0.97]. Thus, we concluded that excessive sedation occurs more frequently in critically ill patients treated with midazolam than in patients treated with lormetazepam. These findings require further investigation in prospective trials to assess if lormetazepam, due to its ability to maintain light sedation, might be favorable over other benzodiazepines for sedation in the ICU.
Objective:
The cervical mucus plugs are enriched with proteins of known immunological functions. We aimed to characterize the anti-HIV-1 activity of the cervical mucus plugs against a panel of different HIV-1 strains in the contexts of cell-free and cell-associated virus.
Design:
A cohort of consenting HIV-1-negative and HIV-1-positive pregnant women in labour was recruited from Mthatha General Hospital in the Eastern Cape province of South Africa, from whom the cervical mucus plugs were collected in 6 M guanidinium chloride with protease inhibitors and transported to our laboratories at −80 °C.
Methods:
Samples were centrifuged to remove insoluble material and dialysed before freeze--drying and subjecting them to the cell viability assays. The antiviral activities of the samples were studied using luminometric reporter assays and flow cytometry. Time-of-addition and BlaM-Vpr virus-cell fusion assays were used to pin-point the antiviral mechanisms of the cervical mucus plugs, before proteomic profiling using liquid chromatography-tandem mass spectrometry.
Results:
The proteinaceous fraction of the cervical mucus plugs exhibited anti-HIV-1 activity with inter-individual variations and some degree of specificity among different HIV-1 strains. Cell-associated HIV-1 was less susceptible to inhibition by the potent samples whenever compared with the cell-free HIV-1. The samples with high antiviral potency exhibited a distinct proteomic profile when compared with the less potent samples.
Conclusion:
The crude cervical mucus plugs exhibit anti-HIV-1 activity, which is defined by a specific proteomic profile.
Background
In DNA methylation analyses like epigenome-wide association studies, effects in differentially methylated CpG sites are assessed. Two kinds of outcomes can be used for statistical analysis: Beta-values and M-values. M-values follow a normal distribution and help to detect differentially methylated CpG sites. As biological effect measures, differences of M-values are more or less meaningless. Beta-values are of more interest since they can be interpreted directly as differences in percentage of DNA methylation at a given CpG site, but they have poor statistical properties. Different frameworks are proposed for reporting estimands in DNA methylation analysis, relying on Beta-values, M-values, or both.
Results
We present and discuss four possible approaches of achieving estimands in DNA methylation analysis. In addition, we present the usage of M-values or Beta-values in the context of bioinformatical pipelines, which often demand a predefined outcome. We show the dependencies between the differences in M-values to differences in Beta-values in two data simulations: a analysis with and without confounder effect. Without present confounder effects, M-values can be used for the statistical analysis and Beta-values statistics for the reporting. If confounder effects exist, we demonstrate the deviations and correct the effects by the intercept method. Finally, we demonstrate the theoretical problem on two large human genome-wide DNA methylation datasets to verify the results.
Conclusions
The usage of M-values in the analysis of DNA methylation data will produce effect estimates, which cannot be biologically interpreted. The parallel usage of Beta-value statistics ignores possible confounder effects and can therefore not be recommended. Hence, if the differences in Beta-values are the focus of the study, the intercept method is recommendable. Hyper- or hypomethylated CpG sites must then be carefully evaluated. If an exploratory analysis of possible CpG sites is the aim of the study, M-values can be used for inference.
Background
Postoperative delirium (POD) and postoperative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and serious complications after surgery. We aim to investigate the association between genetic variants in cholinergic candidate genes according to the Kyoto encyclopedia of genes and genomes - pathway: cholinergic neurotransmission with the development of POD or POCD in elderly patients.
Methods
This analysis is part of the European BioCog project (www.biocog.eu), a prospective multicenter observational study with elderly surgical patients. Patients with a Mini-Mental-State-Examination score ≤ 23 points were excluded. POD was assessed up to seven days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method and a patient chart review. POCD was assessed three months after surgery with a neuropsychological test battery. Genotyping was performed on the Illumina Infinium Global Screening Array. Associations with POD and POCD were analyzed using logistic regression analysis, adjusted for age, comorbidities and duration of anesthesia (for POCD analysis additionally for education). Odds ratios (OR) refer to minor allele counts (0, 1, 2).
Results
745 patients could be included in the POD analysis, and 452 in the POCD analysis. The rate of POD within this group was 20.8% (155 patients), and the rate of POCD was 10.2% (46 patients). In a candidate gene approach three genetic variants of the cholinergic genes CHRM2 and CHRM4 were associated with POD (OR [95% confidence interval], rs8191992: 0.61[0.46; 0.80]; rs8191992: 1.60[1.22; 2.09]; rs2067482: 1.64[1.10; 2.44]). No associations were found for POCD.
Conclusions
We found an association between genetic variants of CHRM2 and CHRM4 and POD. Further studies are needed to investigate whether disturbances in acetylcholine release and synaptic plasticity are involved in the development of POD.
Background
In mucosal barrier interfaces, flexible responses of gene expression to long-term environmental changes allow adaptation and fine-tuning for the balance of host defense and uncontrolled not-resolving inflammation. Epigenetic modifications of the chromatin confer plasticity to the genetic information and give insight into how tissues use the genetic information to adapt to environmental factors. The oral mucosa is particularly exposed to environmental stressors such as a variable microbiota. Likewise, persistent oral inflammation is the most important intrinsic risk factor for the oral inflammatory disease periodontitis and has strong potential to alter DNA-methylation patterns. The aim of the current study was to identify epigenetic changes of the oral masticatory mucosa in response to long-term inflammation that resulted in periodontitis.
Methods and results
Genome-wide CpG methylation of both inflamed and clinically uninflamed solid gingival tissue biopsies of 60 periodontitis cases was analyzed using the Infinium MethylationEPIC BeadChip. We validated and performed cell-type deconvolution for infiltrated immune cells using the EpiDish algorithm. Effect sizes of DMPs in gingival epithelial and fibroblast cells were estimated and adjusted for confounding factors using our recently developed “intercept-method”. In the current EWAS, we identified various genes that showed significantly different methylation between periodontitis-inflamed and uninflamed oral mucosa in periodontitis patients. The strongest differences were observed for genes with roles in wound healing (ROBO2, PTP4A3), cell adhesion (LPXN) and innate immune response (CCL26, DNAJC1, BPI). Enrichment analyses implied a role of epigenetic changes for vesicle trafficking gene sets.
Conclusions
Our results imply specific adaptations of the oral mucosa to a persistent inflammatory environment that involve wound repair, barrier integrity, and innate immune defense.
A comparison study on modeling of clustered and overdispersed count data for multiple comparisons
(2021)
Data collected in various scientific fields are count data. One way to analyze such data is to compare the individual levels of the factor treatment using multiple comparisons. However, the measured individuals are often clustered – e.g. according to litter or rearing. This must be considered when estimating the parameters by a repeated measurement model. In addition, ignoring the overdispersion to which count data is prone leads to an increase of the type one error rate. We carry out simulation studies using several different data settings and compare different multiple contrast tests with parameter estimates from generalized estimation equations and generalized linear mixed models in order to observe coverage and rejection probabilities. We generate overdispersed, clustered count data in small samples as can be observed in many biological settings. We have found that the generalized estimation equations outperform generalized linear mixed models if the variance-sandwich estimator is correctly specified. Furthermore, generalized linear mixed models show problems with the convergence rate under certain data settings, but there are model implementations with lower implications exists. Finally, we use an example of genetic data to demonstrate the application of the multiple contrast test and the problems of ignoring strong overdispersion.
Objectives: To measure and assess the economic impact of adherence to a single quality indicator (QI) regarding weaning from invasive ventilation.
Design: Retrospective observational single-centre study, based on electronic medical and administrative records.
Setting: Intensive care unit (ICU) of a German university hospital, reference centre for acute respiratory distress syndrome.
Participants: Records of 3063 consecutive mechanically ventilated patients admitted to the ICU between 2012 and 2017 were extracted, of whom 583 were eligible adults for further analysis. Patients’ weaning protocols were evaluated for daily adherence to quality standards until ICU discharge. Patients with <65% compliance were assigned to the low adherence group (LAG), patients with ≥65% to the high adherence group (HAG).
Primary and secondary outcome measures: Economic healthcare costs, clinical outcomes and patients’ characteristics.
Results: The LAG consisted of 378 patients with a median negative economic results of −€3969, HAG of 205 (−€1030), respectively (p<0.001). Median duration of ventilation was 476 (248; 769) hours in the LAG and 389 (247; 608) hours in the HAG (p<0.001). Length of stay (LOS) in the LAG on ICU was 21 (12; 35) days and 16 (11; 25) days in the HAG (p<0.001). LOS in the hospital was 36 (22; 61) days in the LAG, and within the HAG, respectively, 26 (18; 48) days (p=0.001).
Conclusions: High adherence to this single QI is associated with better clinical outcome and improved economic returns. Therefore, the results support the adherence to QI. However, the examined QI does not influence economic outcome as the decisive factor.
During gestation, the most drastic change in oxygen supply occurs with the onset of ventilation after birth. As the too early exposure of premature infants to high arterial oxygen pressure leads to characteristic diseases, we studied the adaptation of the oxygen sensing system and its targets, the hypoxia-inducible factor- (HIF-) regulated genes (HRGs) in the developing lung. We draw a detailed picture of the oxygen sensing system by integrating information from qPCR, immunoblotting, in situ hybridization, and single-cell RNA sequencing data in ex vivo and in vivo models. HIF1α protein was completely destabilized with the onset of pulmonary ventilation, but did not coincide with expression changes in bona fide HRGs. We observed a modified composition of the HIF-PHD system from intrauterine to neonatal phases: Phd3 was significantly decreased, while Hif2a showed a strong increase and the Hif3a isoform Ipas exclusively peaked at P0. Colocalization studies point to the Hif1a-Phd1 axis as the main regulator of the HIF-PHD system in mouse lung development, complemented by the Hif3a-Phd3 axis during gestation. Hif3a isoform expression showed a stepwise adaptation during the periods of saccular and alveolar differentiation. With a strong hypoxic stimulus, lung ex vivo organ cultures displayed a functioning HIF system at every developmental stage. Approaches with systemic hypoxia or roxadustat treatment revealed only a limited in vivo response of HRGs. Understanding the interplay of the oxygen sensing system components during the transition from saccular to alveolar phases of lung development might help to counteract prematurity-associated diseases like bronchopulmonary dysplasia.
Background
A peripheral venous catheter (PVC) is the most widely used device for obtaining vascular access, allowing the administration of fluids and medication. Up to 25% of adult patients, and 50% of pediatric patients experience a first-attempt cannulation failure. In addition to patient and clinician characteristics, device features might affect the handling and success rates. The objective of the study was to compare the first-attempt cannulation success rate between PVCs with wings and a port access (Vasofix® Safety, B. Braun, abbreviated hereon in as VS) with those without (Introcan® Safety, B. Braun, abbreviated hereon in as IS) in an anesthesiological cohort.
Methods
An open label, multi-center, randomized trial was performed. First-attempt cannulation success rates were examined, along with relevant patient, clinician, and device characteristics with univariate and multivariate analyses. Information on handling and adherence to use instructions was gathered, and available catheters were assessed for damage.
Results
Two thousand three hundred four patients were included in the intention to treat analysis. First-attempt success rate was significantly higher with winged and ported catheters (VS) than with the non-winged, non-ported design (IS) (87.5% with VS vs. 78.2% with IS; PChi < .001). Operators rated the handling of VS as superior (rating of “good” or “very good: 86.1% VS vs. 20.8% IS, PChi < .001). Reinsertion of the needle into the catheter after partial withdrawal—prior or during the catheterization attempt—was associated with an increased risk of cannulation failure (7.909, CI 5.989–10.443, P < .001 and 23.023, CI 10.372–51.105, P < .001, respectively) and a twofold risk of catheter damage (OR 1.999, CI 1.347–2.967, P = .001).
Conclusions
First-attempt cannulation success of peripheral, ported, winged catheters was higher compared to non-ported, non-winged devices. The handling of the winged and ported design was better rated by the clinicians. Needle reinsertions are related to an increase in rates of catheter damage and cannulation failure.
Background
To detect changes in biological processes, samples are often studied at several time points. We examined expression data measured at different developmental stages, or more broadly, historical data. Hence, the main assumption of our proposed methodology was the independence between the examined samples over time. In addition, however, the examinations were clustered at each time point by measuring littermates from relatively few mother mice at each developmental stage. As each examination was lethal, we had an independent data structure over the entire history, but a dependent data structure at a particular time point. Over the course of these historical data, we wanted to identify abrupt changes in the parameter of interest - change points.
Results
In this study, we demonstrated the application of generalized hypothesis testing using a linear mixed effects model as a possible method to detect change points. The coefficients from the linear mixed model were used in multiple contrast tests and the effect estimates were visualized with their respective simultaneous confidence intervals. The latter were used to determine the change point(s). In small simulation studies, we modelled different courses with abrupt changes and compared the influence of different contrast matrices. We found two contrasts, both capable of answering different research questions in change point detection: The Sequen contrast to detect individual change points and the McDermott contrast to find change points due to overall progression. We provide the R code for direct use with provided examples. The applicability of those tests for real experimental data was shown with in-vivo data from a preclinical study.
Conclusion
Simultaneous confidence intervals estimated by multiple contrast tests using the model fit from a linear mixed model were capable to determine change points in clustered expression data. The confidence intervals directly delivered interpretable effect estimates representing the strength of the potential change point. Hence, scientists can define biologically relevant threshold of effect strength depending on their research question. We found two rarely used contrasts best fitted for detection of a possible change point: the Sequen and McDermott contrasts.
Hintergrund
Die Anämie hat eine hohe Prävalenz bei Patienten vor Hüftgelenkrevisionsoperation und ist mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht erstmals den Zusammenhang von Kosten, realen DRG-Erlösen und Falldeckung der präoperativen Anämie bei elektiven Hüftgelenkrevisionsoperationen.
Methoden
Für alle Patienten, die sich von 2010 bis 2017 an 2 Campi der Charité – Universitätsmedizin Berlin einer Hüftgelenkrevisionsoperation unterzogen, wurden Daten zu Patienten sowie Transfusionen, Kosten und Erlösen gesammelt. Subgruppen- und lineare Regressionsanalysen untersuchten die Falldeckung anämischer und nichtanämischer Patienten.
Ergebnisse
Von 1187 eingeschlossenen Patienten waren 354 (29,8 %) präoperativ anämisch. Insgesamt wurden 565 (47,6 %) Patienten, mit einem deutlichen Überwiegen anämischer Patienten (72,6 % vs. 37,0 %, p < 0,001), transfundiert. Kosten (12.318 € [9027;20.044 €] vs. 8948 € [7501;11.339 €], p < 0,001) und Erlöse (11.788 € [8992;16.298 €] vs. 9611 € [8332;10.719 €], p < 0,001) waren für anämische Patienten höher, die Fallkostendeckung defizitär (−1170 € [−4467;1238 €] vs. 591 € [−1441;2103 €] €, p < 0,001). Bei anämischen Patienten nahm die Falldeckung mit zunehmender Transfusionsrate ab (p ≤ 0,001). Komorbiditäten hatten keinen signifikanten ökonomischen Einfluss.
Schlussfolgerung
Die präoperative Anämie und perioperative Transfusionen bei Hüftgelenkrevisionsoperationen sind mit erhöhten Behandlungskosten und einer finanziellen Unterdeckung für Kostenträger im Gesundheitswesen verbunden. Konzepte zur Behandlung der präoperativen Anämie (z. B. Patient Blood Management) könnten mittelfristig Behandlungskosten senken.
Intensive care units (ICU) are often overflooded with alarms from monitoring devices which constitutes a hazard to both staff and patients. To date, the suggested solutions to excessive monitoring alarms have remained on a research level. We aimed to identify patient characteristics that affect the ICU alarm rate with the goal of proposing a straightforward solution that can easily be implemented in ICUs. Alarm logs from eight adult ICUs of a tertiary care university-hospital in Berlin, Germany were retrospectively collected between September 2019 and March 2021. Adult patients admitted to the ICU with at least 24 h of continuous alarm logs were included in the study. The sum of alarms per patient per day was calculated. The median was 119. A total of 26,890 observations from 3205 patients were included. 23 variables were extracted from patients' electronic health records (EHR) and a multivariable logistic regression was performed to evaluate the association of patient characteristics and alarm rates. Invasive blood pressure monitoring (adjusted odds ratio (aOR) 4.68, 95%CI 4.15–5.29, p < 0.001), invasive mechanical ventilation (aOR 1.24, 95%CI 1.16–1.32, p < 0.001), heart failure (aOR 1.26, 95%CI 1.19–1.35, p < 0.001), chronic renal failure (aOR 1.18, 95%CI 1.10–1.27, p < 0.001), hypertension (aOR 1.19, 95%CI 1.13–1.26, p < 0.001), high RASS (aOR 1.22, 95%CI 1.18–1.25, p < 0.001) and scheduled surgical admission (aOR 1.22, 95%CI 1.13–1.32, p < 0.001) were significantly associated with a high alarm rate. Our study suggests that patient-specific alarm management should be integrated in the clinical routine of ICUs. To reduce the overall alarm load, particular attention regarding alarm management should be paid to patients with invasive blood pressure monitoring, invasive mechanical ventilation, heart failure, chronic renal failure, hypertension, high RASS or scheduled surgical admission since they are more likely to have a high contribution to noise pollution, alarm fatigue and hence compromised patient safety in ICUs.
Red pepper (Capsicum annuum L.) is one of the major spices consumed globally, recognized for its aroma and nutrient properties, and it has a major economic value for high producing countries. However, characterization of its techno-functional properties and in-depth understanding of oxidative stability is needed to produce food of high quality and stability. Thus, this work focused on the chemical, functional, thermal, oxidative stability and rheological properties of red pepper powder and paste. Experiment was designed in a Completely Randomized Design (CRD) fashion. The red pepper powder contained 14.50 g/100 g, 44.00 g/100 g and 7.57 g/100 g of crude fat, crude fiber and ash, respectively. The concentration of total phenols, carotenoids and antioxidants activity of the powder were 1.04 g GAE/100 g, 374 mg βc/100 g and 38.61 μmol TE/g, respectively. Functional properties showed lower bulk density (395.1 kg/m3) and higher tapped density (583.4 kg/m3) indicating the higher compressibility of the powder. In contrast, Hausner ratio (1.48), Carr’s index (32%) and angle of repose (45°) indicated poor flowability of the powder. Particle size distribution also indicated that the volume weighted mean values D[4,3] of the powder and paste were 262.20 and 201.46, respectively. Emulsifying capacity of the powder was 47.5%. Oil and water absorption capacities varied from 1.41 to 1.73 and 0.86 to 2.29 g/g of initial weight, respectively. Higher glass transition temperature was observed for the powder (62.54°C) than the paste (45.64°C). The induction period indicated that red pepper was more stable against oxidation in powder (5.2 h) than in the paste form (3.2 h). Rheological analysis revealed that the paste exhibited shear-thinning behavior. Overall, understanding of the properties of red pepper could contribute to enhance quality.
The increased consumption of reduced-fat or non-fat products leads to a reduced intake of fat-soluble bioactive substances, such as fat-soluble vitamins. Due to their natural role as transport systems for hydrophobic substances, casein micelles (CM) might depict a viable system. The structure of CM is characterized by a lipophilic core stabilized by an electric double layer-like structure. Modification allows accessibility of the core and, therefore, the inclusion of fat-soluble bioactive substances. Well-known modifications are pH reduction and use of rennet enzyme. A completely new procedure to modify CM structure is offered by pulsed electrical fields (PEF). The principle behind PEF is called electroporation and affects the electric double layer of CM so that it is interrupted. In this way, lipophilic substances can be incorporated into CM. In this work, we evaluated integration of β-carotene into native CM by an industry-compatible process to overcome disadvantages associated with the use of Na-caseinate and avoid great technical effort, e.g., due to treatment with high hydrostatic pressure. Our research has shown that PEF can be used for disintegration of CM and that significant amounts of β-carotene can be incorporated in CM. Furthermore, after disintegration using PEF, a combination of another PEF and thermal treatment was applied to restructure CM and trap significant amounts of β-carotene, permanently, ending up with an encapsulation efficiency of 78%.
The study aimed to investigate inactivation of naturally occurring microorganisms and quality of red pepper paste treated by high pressure processing (HPP). Central composite rotatable design was employed to determine the impacts of pressure (100–600 MPa) and holding time (30–600 s). HPP at 527 MPa for 517 s reduced aerobic mesophilic bacteria count by 4.5 log CFU/g. Yeasts and molds counts were reduced to 1 log CFU/g at 600 MPa for 315 s. Total phenols, carotenoids and antioxidants activity ranged from 0.28 to 0.33 g GAE/100 g, 96.0–98.4 mg βc/100 g and 8.70–8.95 μmol TE/g, respectively. Increase (2.5–6.7%) in these variables was observed with increasing pressure and holding time. Total color difference (ΔE∗) values (0.2–2.8) were within the ranges of ‘imperceptible’ to ‘noticeable’. Experimental results were fitted satisfactorily into quadratic model with higher R2 values (0.8619–0.9863). Optimization process suggested treatment of red pepper paste at 536 MPa for 125 s for maximum desirability (0.622). Validation experiments confirmed comparable percentage of relative errors. Overall, this technique could be considered as an efficient treatment for the inactivation of microorganisms that naturally occur in red pepper paste with minimal changes in its characteristics.
Повышение эффективности снятия покровной ткани с плодов томата импульсным электрическим полем
(2022)
Electrophysical technologies are a global trend of sustainable agriculture and food industry. Peeling is an energy-intensive procedure of fruit and vegetable processing. The research featured the effect of pulsed electric field (PEF) treatment on tomato peeling effectiveness. The assessment included such factors as specific effort, energy costs, and product losses in comparison with thermal and electrophysical methods. Tomatoes of Aurora variety underwent a PEF treatment at 1 kV/cm. The expended specific energy was 1, 5, and 10 kJ/kg. The tomatoes were visually evaluated with optical microscopy before and after processing. The peeling effectiveness and mass loss were measured with a texture analyzer and digital scales. The PEF treatment decreased the specific force of mechanical peel removal by 10% (P < 0.05). The mass loss decreased by 4% (P < 0.05) at 1 kJ/kg. The PEF method resulted in cell electroporation, which activated the internal mass transfer of moisture from the endocarp region between the mesocarp and the integumentary tissue. The hydrostatic pressure produced a layer of liquid, which facilitated the peeling. In comparison with thermal treatment (blanching), ohmic heating, and ultrasonic processing, the PEF technology had the lowest production losses and energy costs. The research proves the prospects of the PEF treatment in commercial tomato processing.
Applications of pulsed electric fields for processing potatoes: Examples and equipment design
(2022)
In the last two decades, pulsed electric fields (PEF) have successfully been introduced into the food industry, as one of the most promising and "game changing" technologies. This review is devoted to the recent applications of pulsed electric fields used in processing potatoes. The potato processing market size was estimated to be ca. USD 24.83 billion (2018) and with an annual growth rate of 5.2%. The physicochemical characteristics of potatoes and the specificity of potato processing lines makes a pulsed electric field very versatile and flexible allowing one to achieve different technological aims by its implementation into technological lines. In this paper, a short analysis of the potato structure and its nutritional properties, applications of moderate electric fields, ohmic heating, and pulsed electric fields are presented. Moreover, the basic electroporation effects, metabolic responses, texture modification and different PEF assisted processes applied to the potato are discussed. Finally, some examples of commercial applications and a brief description of the available equipment for the PEF processing of potatoes are presented.
The impact of Pulsed Electric Field (PEF) processing pre-treatment on the texture and kinetics of in vitro starch digestibility of French fries made from two potato cultivars (Solanum tuberosum L.) containing dry matter content ranging from 19 to 22% was investigated. Whole and steam-peeled potato tubers were treated with a pilot scale PEF unit (electric field strength of 1.1 and 1.9 kV/cm with energy input <10 kJ/kg or ∼50 kJ/kg). This trial was carried out in a commercial French-fry plant using an industrial scale cutter, blancher, fryer and blast-freezer to prepare the frozen par-fried French fry samples. After subsequent final batch frying of the frozen fries, at 180 °C for 3 min to mimic the typical preparation practice at restaurant, retail and household, the outer crust of the fries produced from PEF-treated potatoes was significantly harder (9.4–16.3 N) than crust produced from untreated potatoes (6.9–8.5 N). High intensity (1.9 kV/cm with energy input ∼50 kJ/kg) PEF processing was found to cause defects (i.e. hollowness in the internal core) in the fries. A fractional conversion model was a good fit for the starch digestion kinetics of all French fry samples during the small intestinal phase (based on standardised INFOGEST static in vitro digestion assay). A lower % of total starch hydrolysis was predicted for French fries produced from high dry matter (>21%) tubers pretreated with PEF at electric field strength of 1.9 kV/cm. The findings generated in this study demonstrate PEF pretreatment may influence the texture of French fries and the extent of starch digestion that occurs.
The kiwifruit processing industry is focused on product yield maximization and keeping energy costs and waste effluents to a minimum while maintaining high product quality. In our study, pulsed electric field (PEF) pretreatment enhanced kiwifruit processing to facilitate peelability and specific peeling process and enhanced valorization of kiwifruit waste. PEF optimization was applied to obtain the best treatment parameters. A 32 factorial design of response surface methodology was applied to find the effect of time elapsed after PEF treatment and the PEF-specific energy input on specific peeling force and kiwifruit firmness as response criteria. Under the optimized condition, the specific peeling force decreased by 100, and peelability increased by 2 times. The phenolic content and antioxidant capacity of PEF-treated kiwifruit bagasse were 5.1% and 260% richer than the control sample. Overall, the optimized PEF pretreatments incorporated into kiwifruit processing led to decreased energy demand and increased productivity.
Plant-based proteins are rapidly emerging, while novel technologies are explored to offer more efficient extraction processes. The current study aimed to evaluate the effects of pulsed electric fields (PEFs) and temperature on the extraction of soluble proteins from nettle leaves (Urtica dioica L.) and identify an optimal operational range for the highest yield of soluble proteins. Extractions and kinetic modeling were conducted with whole and ground dried leaves at different temperatures (30–70 °C) and specific energy of PEF (0–30 kJ kg−1) with extraction times of up to 60 min. The influence of temperature and specific energy on the soluble protein extraction yields was investigated and modeled using composite central design and response surface methodology. The experimental results were fitted to Peleg's kinetic model, which satisfactorily described the extraction process (R2 > 0.902), and PEF treated samples resulted in a higher soluble protein yield and shortened processing time. Response surface methodology showed that the linear effect of temperature and quadratic effect of PEF (p < 0.01) were highly significant for protein yield. In the optimized PEF-extraction region (specific energy between 10 and 24 kJ kg−1, and 70–78 °C), soluble protein yield was higher than 60% after 5 minutes of extraction. The achieved results are relevant for developing processes for PEF assisted extraction of soluble proteins from leaves. Understanding the effects of PEFs and process parameters is crucial to obtain high protein yields, while requiring low energy and short processing time.
Ohmic heating (OH) is an alternative sustainable heating technology that has demonstrated its potential to modify protein structures and aggregates. Furthermore, certain protein aggregates, namely amyloid fibrils (AF), are associated with an enhanced protein functionality, such as gelation. This study evaluates how Ohmic heating (OH) influences the formation of AF structures from ovalbumin source under two electric field strength levels, 8.5 to 10.5 and 24.0–31.0 V/cm, respectively. Hence, AF aggregate formation was assessed over holding times ranging from 30 to 1200 sunder various environmental conditions (3.45 and 67.95 mM NaCl, 80, 85 and 90 °C, pH = 7). AF were formed under all conditions. SDS-PAGE revealed that OH had a higher tendency to preserve native ovalbumin molecules. Furthermore, Congo Red and Thioflavin T stainings indicated that OH reduces the amount of AF structures. This finding was supported by FTIR measurements, which showed OH samples to contain lower amounts of beta-sheets. Field flow fractioning revealed smaller-sized aggregates or aggregate clusters occurred after OH treatment. In contrast, prolonged holding time or higher treatment temperatures increased ThT fluorescence, beta-sheet structures and aggregate as well as cluster sizes. Ionic strength was found to dominate the effects of electric field strength under different environmental conditions.
Olive oil holds significant importance in the European diet and is renowned globally for its sensory attributes and health benefits. The effectiveness of producing olive oil is greatly influenced by factors like the maturity and type of olives used, as well as the milling techniques employed. Generally, mechanical methods can extract approximately 80% of the oil contained in the olives. The rest 20% of the oil remains in the olive waste generated at the end of the process. Additionally, significant amounts of bioactive compounds like polyphenols are also lost in the olive pomace. Traditionally, heat treatment, enzymes, and other chemicals are used for the enhancement of oil extraction; however, this approach may impact the quality of olive oil. Therefore, new technology, such as pulsed electric field (PEF), is of great benefit for nonthermal yield and quality improvements.
Easy and inexpensive methods for measuring ammonia emissions in multi-plot field trials allow the comparison of several treatments with liquid manure application. One approach that might be suitable under these conditions is the dynamic tube method (DTM). Applying the DTM, a mobile chamber system is placed on the soil surface, and the air volume within is exchanged at a constant rate for approx. 90 s. with an automated pump. This procedure is assumed to achieve an equilibrium ammonia concentration within the system. Subsequently, a measurement is performed using an ammonia-sensitive detector tube. Ammonia fluxes are calculated based on an empirical model that also takes into account the background ammonia concentration measured on unfertilized control plots. Between measurements on different plots, the chamber system is flushed with ambient air and cleaned with paper towels to minimize contamination with ammonia. The aim of this study was to determine important prerequisites and boundary conditions for the application of the DTM.
We conducted a laboratory experiment to test if the ammonia concentration remains stable while performing a measurement. Furthermore, we investigated the cleaning procedure and the effect of potential ammonia carryover on cumulated emissions under field conditions following liquid manure application. The laboratory experiment indicated that the premeasurement phase to ensure a constant ammonia concentration is not sufficient. The concentration only stabilized after performing more than 100 pump strokes, with 20 pump strokes (lasting approximately 90 s) being the recommendation.
However, the duration of performing a measurement can vary substantially, and linear conversion accounts for those differences, so a stable concentration is mandatory. Further experiments showed that the cleaning procedure is not sufficient under field conditions. Thirty minutes after performing measurements on high emitting plots, which resulted in an ammonia concentration of approx.
10 ppm in the chamber, we detected a residual concentration of 2 ppm. This contamination may affect measurements on plots with liquid manure application as well as on untreated control plots. In a field experiment with trailing hose application of liquid manure, we subsequently demonstrated that the calculation of cumulative ammonia emissions can vary by a factor of three, depending on the degree of chamber system contamination when measuring control plots. When the ammoni background values were determined by an uncontaminated chamber system that was used to measure only control plots, cumulative ammonia emissions were approximately 9 kg NH3-N ha1.
However, when ammonia background values were determined using the contaminated chamber system that was also used to measure on plots with liquid manure application, the calculation of cumulative ammonia losses indicated approximately 3 kg NH3-N ha1. Based on these results, it can be concluded that a new empirical DTM calibration is needed for multi-plot field experiments with high-emitting treatments.
Hintergrund
Die Anämie hat eine hohe Prävalenz bei Patienten vor Hüftgelenkrevisionsoperation und ist mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht erstmals den Zusammenhang von Kosten, realen DRG-Erlösen und Falldeckung der präoperativen Anämie bei elektiven Hüftgelenkrevisionsoperationen.
Methoden
Für alle Patienten, die sich von 2010 bis 2017 an 2 Campi der Charité – Universitätsmedizin Berlin einer Hüftgelenkrevisionsoperation unterzogen, wurden Daten zu Patienten sowie Transfusionen, Kosten und Erlösen gesammelt. Subgruppen- und lineare Regressionsanalysen untersuchten die Falldeckung anämischer und nichtanämischer Patienten.
Ergebnisse
Von 1187 eingeschlossenen Patienten waren 354 (29,8 %) präoperativ anämisch. Insgesamt wurden 565 (47,6 %) Patienten, mit einem deutlichen Überwiegen anämischer Patienten (72,6 % vs. 37,0 %, p < 0,001), transfundiert. Kosten (12.318 € [9027;20.044 €] vs. 8948 € [7501;11.339 €], p < 0,001) und Erlöse (11.788 € [8992;16.298 €] vs. 9611 € [8332;10.719 €], p < 0,001) waren für anämische Patienten höher, die Fallkostendeckung defizitär (−1170 € [−4467;1238 €] vs. 591 € [−1441;2103 €] €, p < 0,001). Bei anämischen Patienten nahm die Falldeckung mit zunehmender Transfusionsrate ab (p ≤ 0,001). Komorbiditäten hatten keinen signifikanten ökonomischen Einfluss.
Schlussfolgerung
Die präoperative Anämie und perioperative Transfusionen bei Hüftgelenkrevisionsoperationen sind mit erhöhten Behandlungskosten und einer finanziellen Unterdeckung für Kostenträger im Gesundheitswesen verbunden. Konzepte zur Behandlung der präoperativen Anämie (z. B. Patient Blood Management) könnten mittelfristig Behandlungskosten senken.
Introduction Postoperative delirium (POD) is seen in approximately 15% of elderly patients and is related to poorer outcomes. In 2017, the Federal Joint Committee (Gemeinsamer Bundesausschuss) introduced a ‘quality contract’ (QC) as a new instrument to improve healthcare in Germany. One of the four areas for improvement of in-patient care is the ‘Prevention of POD in the care of elderly patients’ (QC-POD), as a means to reduce the risk of developing POD and its complications.
The Institute for Quality Assurance and Transparency in Health Care identified gaps in the in-patient care of elderly patients related to the prevention, screening and treatment of POD, as required by consensus-based and evidence-based delirium guidelines. This paper introduces the QC-POD protocol, which aims to implement these guidelines into the clinical routine. There is an urgent need for well-structured, standardised and interdisciplinary pathways that enable the reliable screening and treatment of POD. Along with effective preventive measures, these concepts have a considerable potential to improve the care of elderly patients.
Methods and analysis The QC-POD study is a non-randomised, pre–post, monocentric, prospective trial with an interventional concept following a baseline control period. The QC-POD trial was initiated on 1 April 2020 between Charité-Universitätsmedizin Berlin and the German health insurance company BARMER and will end on 30 June 2023. Inclusion criteria: patients 70 years of age or older that are scheduled for a surgical procedure requiring anaesthesia and insurance with the QC partner (BARMER). Exclusion criteria included patients with a language barrier, moribund patients and those unwilling or unable to provide informed consent. The QC-POD protocol provides perioperative intervention at least two times per day, with delirium screening and non-pharmacological preventive measures.
Ethics and dissemination This protocol was approved by the ethics committee of the Charité-Universitätsmedizin, Berlin, Germany (EA1/054/20). The results will be published in a peer-reviewed scientific journal and presented at national and international conferences.
A brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians in intensive care units
(2023)
When exposed to hundreds of medical device alarms per day, intensive care unit (ICU) staff can develop “alarm fatigue” (i.e., desensitisation to alarms). However, no standardised way of quantifying alarm fatigue exists. We aimed to develop a brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians. After developing a list of initial items based on a literature review, we conducted 15 cognitive interviews with the target group (13 nurses and two physicians) to ensure that the items are face valid and comprehensible. We then asked 32 experts on alarm fatigue to judge whether the items are suited for measuring alarm fatigue. The resulting 27 items were sent to nurses and physicians from 15 ICUs of a large German hospital. We used exploratory factor analysis to further reduce the number of items and to identify scales. A total of 585 submissions from 707 participants could be analysed (of which 14% were physicians and 64% were nurses). The simple structure of a two-factor model was achieved within three rounds. The final questionnaire (called Charité Alarm Fatigue Questionnaire; CAFQa) consists of nine items along two scales (i.e., the “alarm stress scale” and the “alarm coping scale”). The CAFQa is a brief questionnaire that allows clinical alarm researchers to quantify the alarm fatigue of nurses and physicians. It should not take more than five minutes to administer.
Introduction: Patients undergoing revision total hip surgery (RTHS) have a high prevalence of mild and moderate preoperative anemia, associated with adverse outcomes. The aim of this study was to investigate the association of perioperative allogeneic blood transfusions (ABT) and postoperative complications in preoperatively mild compared to moderate anemic patients undergoing RTHS who did not receive a diagnostic anemia workup and treatment before surgery. Methods: We included 1,765 patients between 2007 and 2019 at a university hospital. Patients were categorized according to their severity of anemia using the WHO criteria of mild, moderate, and severe anemia in the first Hb level of the case. Patients were grouped as having received no ABT, 1–2 units of ABT, or more than 2 units of ABT. Need for intraoperative ABT was assessed in accordance with institutional standards. Primary endpoint was the compound incidence of postoperative complications. Secondary outcomes included major/minor complications and length of hospital and ICU stay. Results: Of the 1,765 patients, 31.0% were anemic of any cause before surgery. Transfusion rates were 81% in anemic patients and 41.2% in nonanemic patients. The adjusted risks for compound postoperative complication were significantly higher in patients with moderate anemia (OR 4.88, 95% CI: 1.54–13.15, p = 0.003) but not for patients with mild anemia (OR 1.93, 95% CI: 0.85–3.94, p < 0.090). Perioperative ABT was associated with significantly higher risks for complications in nonanemic patients and showed an increased risk for complications in all anemic patients. In RTHS, perioperative ABT as a treatment for moderate preoperative anemia of any cause was associated with a negative compound effect on postoperative complications, compared to anemia or ABT alone. Discussion: ABT is associated with adverse outcomes of patients with moderate preoperative anemia before RTHS. For this reason, medical treatment of moderate preoperative anemia may be considered.
Background
Beta-blocker (BB) therapy plays a central role in the treatment of cardiovascular diseases. An increasing number of patients with cardiovascular diseases undergoe noncardiac surgery, where opioids are an integral part of the anesthesiological management. There is evidence to suggest that short-term intravenous BB therapy may influence perioperative opioid requirements due to an assumed cross-talk between G-protein coupled beta-adrenergic and opioid receptors. Whether chronic BB therapy could also have an influence on perioperative opioid requirements is unclear.
Methods
A post hoc analysis of prospectively collected data from a multicenter observational (BioCog) study was performed. Inclusion criteria consisted of elderly patients (≥ 65 years) undergoing elective noncardiac surgery as well as total intravenous general anesthesia without the use of regional anesthesia and duration of anesthesia ≥ 60 min. Two groups were defined: patients with and without BB in their regular preopreative medication. The administered opioids were converted to their respective morphine equivalent doses. Multiple regression analysis was performed using the morphine-index to identify independent predictors.
Results
A total of 747 patients were included in the BioCog study in the study center Berlin. 106 patients fulfilled the inclusion criteria. Of these, 37 were on chronic BB. The latter were preoperatively significantly more likely to have arterial hypertension (94.6%), chronic renal failure (27%) and hyperlipoproteinemia (51.4%) compared to patients without BB. Both groups did not differ in terms of cumulative perioperative morphine equivalent dose (230.9 (BB group) vs. 214.8 mg (Non-BB group)). Predictive factors for increased morphine-index were older age, male sex, longer duration of anesthesia and surgery of the trunk. In a model with logarithmised morphine index, only gender (female) and duration of anesthesia remained predictive factors.
Conclusions
Chronic BB therapy was not associated with a reduced perioperative opioid consumption.
Response of petunia to wood fibre amended peat substrate under ebb-and-flow irrigation (Abstract)
(2024)
Test von Schnellverfahren zur Bestimmung der Benetzungseigenschaften von Kultursubstraten (Abstract)
(2024)
Over the past decade, the proliferation of entrepreneurial ventures and small firms with sustainable business models have pushed the sustainability agenda in the fashion industry. Despite prominent success stories, these companies often encounter significant operative challenges that hinder growth or even cause business failure. This paper adopts a qualitative research design and uses data gathered during 18 expert interviews with entrepreneurs and executive managers of 18 firms from 13 countries to identify and explore the dominant challenges that micro- and small-sized sustainable fashion companies struggle with. The results indicate that communicating with consumers is perceived as surprisingly difficult, especially because sustainable brands need to justify higher prices and explain the added benefits of their products. Second, resource constraints lead to operative friction and overburdening of the decision makers and their small management teams. Third, sustainable sourcing and production processes are economically difficult in an industry that continues to occupy a mass and low-cost logic. Against the background of these insights, a range of managerial recommendations are developed and contextualized in the framework of the Business Model Canvas. This novel approach makes the suggestions which are rooted in the resource-based view actionable and supports sustainable businesses to better manage their operations and achieve growth. For example, collaborative approaches with different stakeholders may mitigate constraints across all three identified problem areas.
The aim of the study was to examine different pH parameters, such as variations throughout the day, depending on differing concentrate feed proportions. Moreover, special attention was payed to individual variation in microbial efficiencies (microbial crude protein/fermented organic matter) and their relation to ruminal pH, nutrient flows and digestibilities. For this, cows were grouped according to microbial efficiency (more, n = 5, vs. less efficient cows, n = 4). After calving, thirteen ruminally cannulated pluriparous cows, including nine duodenally cannulated animals, were divided into groups offered rations with a lower (35% on dry matter basis, n = 7) or a higher (60% on dry matter basis, n = 6) concentrate feed proportion. Ruminal pH parameters were assessed continuously by using intraruminal probes. Nutrient flows, nutrient digestibility and microbial efficiency were determined for duodenally cannulated cows. For most ruminal pH parameters it seemed that individual variability was higher than the treatment effect. However, a positive relationship between actual concentrate intake and diurnal pH fluctuations was found. Besides, the effect of individually different microbial efficiencies was assessed. Again, there were no group differences for pH parameters. However, nutrient flows were significantly higher in more efficient cows, whereas digestibilities were lower in in more efficient cows.
Duckweed is a promising resource for future feed and food production as well as wastewater treatment. However, diseases and pests can critically limit the performance of the production systems. Patches of discolored and bleached duckweed (Lemna minor L.) appeared in hydroponic systems and spread rapidly through the crop. Pythium myriotylum was confirmed as the causing pathogen by microbiological and molecular biological analysis. This is the first report of P. myriotylum on duckweed in Germany. The result and possible countermeasures are discussed.
The development of non-precious metal-based electrodes that actively and stably support the oxygen evolution reaction (OER) in water electrolysis systems remains a challenge, especially at low pH levels. The recently published study has conclusively shown that the addition of haematite to H2 SO4 is a highly effective method of significantly reducing oxygen evolution overpotential and extending anode life. The far superior result is achieved by concentrating oxygen evolution centres on the oxide particles rather than on the electrode. However, unsatisfactory Faradaic efficiencies of the OER and hydrogen evolution reaction (HER) parts as well as the required high haematite load impede applicability and upscaling of this process. Here it is shown that the same performance is achieved with three times less metal oxide powder if NiO/H2 SO4 suspensions are used along with stainless steel anodes. The reason for the enormous improvement in OER performance by adding NiO to the electrolyte is the weakening of the intramolecular O─H bond in the water molecules, which is under the direct influence of the nickel oxide suspended in the electrolyte. The manipulation of bonds in water molecules to increase the tendency of the water to split is a ground-breaking development, as shown in this first example.
Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades (Dr. rer. nat.)
Universität Osnabrück
Fachbereich Kultur- und Sozialwissenschaften
Institut für Geographie
in Kooperation mit der Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
Die Analyse der kommunalen Planungspraxis zur Auswahl und Bewertung von Siedlungsflächen in der Flächennutzungsplanung zeigt auf, welchen Einfluss Forschungsergebnisse auf die aktuelle Planungspraxis haben. Aufbauend auf einer Analyse des Forschungsstandes und der rechtlichen Rahmenbedingungen wird die Bewertung von Siedlungsflächen in 29 verschiedenen Flächennutzungsplänen untersucht. Als Ergebnis wurde ermittelt, dass in der Planungspraxis die Anzahl der Bewertungskriterien und die Komplexität der Bewertung in den letzten Jahren stark zugenommen hat. Außerdem kann gezeigt werden, dass und wie stark sich die Planungsmethodik und die verwendeten Kriterien zur Auswahl und Bewertung von Siedlungsflächen zwischen den einzelnen Gemeinden unterscheiden. Trotz umfangreicher anwendungsorientierter Forschung seit den 1990er Jahren zur Bewertung und Auswahl von Siedlungsflächen lassen sich jedoch nur indirekte Einflüsse der Forschungsergebnisse auf die Planungspraxis identifizieren. Teilweise wurde allerdings festgestellt, dass auch von den Gemeinden selbst neue Kriterien und Vorgehensweisen entwickelt werden.
Anwendungen wie ChatGPT oder WOMBO Dream machen es leicht, Studierende ohne Programmierkenntnisse für die Anwendung von künstlicher Intelligenz (KI) zu begeistern. Deshalb sind angesichts der zunehmenden Bedeutung von KI in allen Disziplinen innovative Strategien erforderlich, um Studierende ohne Programmierkenntnisse so auszubilden, dass die Anwendung von KI als Future Skill in die Studienmodule integriert werden kann. In diesem Artikel wird ein didaktisches Planungsraster für angewandte KI vorgestellt. Es orientiert sich am Prozess der KI-Programmierung (KI-Anwendungspipeline) und verknüpft KI-Konzepte mit studienrelevanten Themen. Diese Verknüpfung eröffnet einen neuen Lösungsraum und fördert das Interesse und das Verständnis für die Potenziale und Risiken von KI bei den Studierenden. Anhand einer Beispielvorlesungsreihe für Studierende der Energiewirtschaft wird gezeigt, wie KI nahtlos in den Unterricht integriert werden kann. Dafür wird das Planungsraster für angewandte KI an die Fachvorlesung angepasst. Dadurch können die Studierenden eine fachspezifische Aufgabenstellung Schritt für Schritt mit der KI-Anwendungspipeline lösen. So zeigt die Anwendung des didaktischen Planungsrasters für angewandte KI die praktische Umsetzung der theoretischen Konzepte der KI. Darüber hinaus wird eine Checkliste vorgestellt, anhand derer beurteilt werden kann, ob KI in der entsprechenden Vorlesung eingesetzt werden kann. KI als Future Skill muss von den Studierenden anhand von Anwendungsfällen erlernt werden, die für das Studienfach relevant sind. Aus diesem Grund sollte sich die KI-Ausbildung nahtlos in verschiedene Curricula einfügen lassen, auch wenn die Studierenden aufgrund ihres Studienfachs keinen Programmierhintergrund haben.
Complete diets for laying hens are usually offered in meal form. This form initially promotes the laying hens’ natural feed intake behavior and allows them to satisfy their pecking behavior. At the same time, it can also cause difficulties, because it consists of different particles and is not a homogeneous unit. A homogeneous mixture is essential to ensure that each laying hen in the flock can meet its nutritional needs. If feed exhibits a wide particle size distribution, this can promote feed segregation during transport and selective feed intake behavior of laying hens. These two processes sometimes lead to significant differences between the composition of the feed produced and the composition of the feed that is finally ingested by the laying hens. Multi-stage sampling can be used to investigate progressing differences in feed composition. In this study, samples of different complete diets for laying hens (n = 76) were collected from ten organic farms in Germany to examine their particle size distributions (dry sieve analysis). Samples were taken at four different locations (V1 = loading, V2 = silo, V3 = at the beginning of the feed chain, V4 = at the end of the feed chain) in each farm. There was a tendency for V1 and V2 to be characterized by high proportions of particles between 1400 and 3150 µm (V1 = 61.2%, V2 = 43.5%). V3 and V4 consisted mainly of particles of size 500–800 µm and 200–400 µm, respectively. The lowest proportions across all variants were in the range above 3150 µm (V1 = 2.20%, V2 = 1.30%, V3 = 1.00%, V4 = 0.400%) and between 400 and 500 µm (V1 = 2.50%, V2 = 4.50%, V3 = 5.70%, V4 = 6.60%). The mean value comparison of the proportions of sieve mesh sizes from 200 to 1000 µm resulted in: V1 < V2 < V3 < V4; and of sieve mesh sizes between 1400 and 2000 µm in: V1 > V2 > V3 > V4. This observation can be explained by segregation of the feed during transport and a selective feeding behavior of the laying hens. However, trends were discontinuous and varied between the farms. Deviations from the guideline values were found in particular for particle sizes in the range of 1000 to 1400 µm.
25-hydroxycholecalciferol (25-OHD3) formed via hepatic hydroxylation from vitamin D, cholecalciferol, represents the precursor of the biologically active vitamin D hormone, 1,25-dihydroxyvitamin D. Due to a higher absorption rate and the omission of one hydroxylation, dietary supplementation of 25-OHD3 instead of vitamin D3 is considered to be more efficient as plasma concentrations of 25-OHD3 are increased more pronounced. The present review summarises studies investigating potential beneficial effects on mineral homeostasis, bone metabolism, health status and performance in sows, piglets and fattening pigs. Results are inconsistent. While most studies could not demonstrate any or only a slight impact of partial or total replacement of vitamin D3 by 25-OHD3, some experiments indicated that 25-OHD3 might alter physiological processes when animals are challenged, for example, by a restricted mineral supply.
To investigate the influence of two dietary sources of vitamin D on the vitamin D status, bone metabolism, welfare and birth progress of gestating and lactating sows, forty-nine multiparous sows were randomly assigned to one of two diets: “CON” (n = 25; 50 μg vitamin D3/kg feed) and “HYD” (n = 24; 50 μg 25-hydroxycholecalciferol/kg feed). The basal diets were protein- and phosphorus-reduced. The trial started on day 3 ante insemination of the sows and ended with weaning of the piglets on day 28 postpartum. Dietary supplementation of 25-hydroxycholecalciferol resulted in improved maternal vitamin D status (p < 0.001), fewer gait changes (p < 0.01) and longer standing time after feeding (day 5 ante partum; p < 0.05) compared to vitamin D3. However, the bone markers CrossLaps and osteocalcin were not affected. Overall, the present results suggest that sows fed 25-hydroxycholecalciferol instead of vitamin D3 showed improved locomotion and stance strength. However, this outcome is probably not related to altered bone metabolism. The underlying mechanisms must be investigated in further studies.
Duckweeds can be potentially used in human and animal nutrition, biotechnology or wastewater treatment. To cultivate large quantities of a defined product quality, a standardized production process is needed. A small-scale, re-circulating indoor vertical farm (IVF) with artificial lighting and a nutrient control and dosing system was used for this purpose. The influence of different light intensities (50, 100 and 150 µmol m−2 s−1) and spectral distributions (red/blue ratios: 70/30, 50/50 and 30/70%) on relative growth rate (RGR), crude protein content (CPC), relative protein yield (RPY) and chlorophyll a of the duckweed species Lemna minor and Wolffiella hyalina were investigated. Increasing light intensity increased RGR (by 67% and 76%) and RPY (by 50% and 89%) and decreased chlorophyll a (by 27% and 32%) for L. minor and W. hyalina, respectively. The spectral distributions had no significant impact on any investigated parameter. Wolffiella hyalina achieved higher values in all investigated parameters compared to L. minor. This investigation proved the successful cultivation of duckweed in a small-scale, re-circulating IVF with artificial lighting.
In order to produce protein-rich duckweed for human and animal consumption, a stable cultivation process, including an optimal nutrient supply for each species, must be implemented. Modified nutrient media, based on the N-medium for duckweed cultivation, were tested on the relative growth rate (RGR) and crude protein content (CPC) of Lemna minor and Wolffiella hyalina, as well as the decrease of nitrate-N and ammonium-N in the media. Five different nitrate-N to ammonium-N molar ratios were diluted to 10% and 50% of the original N-medium concentration. The media mainly consisted of agricultural fertilizers. A ratio of 75% nitrate-N and 25% ammonium-N, with a dilution of 50%, yielded the best results for both species. Based on the dry weight (DW), L. minor achieved a RGR of 0.23 ± 0.009 d−1 and a CPC of 37.8 ± 0.42%, while W. hyalina’s maximum RGR was 0.22 ± 0.017 d−1, with a CPC of 43.9 ± 0.34%. The relative protein yield per week and m2 was highest at this ratio and dilution, as well as the ammonium-N decrease in the corresponding medium. These results could be implemented in duckweed research and applications if a high protein content or protein yield is the aim.
Duckweeds are fast-growing and nutritious plants, which are gaining increased attention in different fields of application. Especially for animal nutrition, alternative protein sources are needed to substitute soybean meal. The current bottleneck is the standardized production of biomass, which yields stable quantities of a defined product quality. To solve this problem, an indoor vertical farm (IVF) for duckweed biomass production was developed. It consists of nine vertically stacked basins with a total production area of 25.5 m2. The nutrient solution, a modified N-medium, re-circulated within the IVF with a maximum flow rate of 10 L min−1. Nutrients were automatically added based on electrical conductivity. In contrast, ammonium was continuously supplied. A water temperature of 23 °C and a light intensity of 105 μmol m−2 s−1 with a photoperiod of 12:12 h were applied. During a 40-day production phase, a total of 35.6 kg of fresh duckweed biomass (equals 2.1 kg of dried product) was harvested from the IVF. On average, 0.9 kg day−1 of fresh biomass was produced. The dried product contained 32% crude protein (CP) and high levels of proteinogenic amino acids (e.g. lysine: 5.42 g, threonine: 3.85 g and leucine: 7.59 g/100 g CP). Biomass of this quality could be used as a protein feed alternative to soybean meal. The described IVF represents a modular model system for duckweed biomass production in a controlled environment and further innovations and upscaling processes.
In a protein reduction feeding trial (Study 1) on a commercial broiler farm in northern Germany, it was attempted to be shown that research results from station tests on protein reduction can be transferred to agricultural practice. In a second study, the limits of the N reduction were tested in a research facility. In Study 1, commercial standard feeds were fed to the control group (variant 1:210,000 animals; n = 5 barns). In the test group (variant 2:210,000 animals; n = 5 barns), the weighted mean crude protein (CP) content was moderately reduced by 0.3%. The nitrogen reduction in the feed did not affect performance (feed intake (FA), daily gain (DG), feed conversion (FCR)), but nitrogen conversion rate increased from approx. 61% to approx. 63%. The solid litter weight was reduced by 12% and nitrogen excretion by 9% (p < 0.05). Significantly healthier footpads were due to lower water intake (−4%; p < 0.05) and a numerically drier bedding. In Study 2, responses of treatments (1250 broiler per variant; n = 5) showed that sharper N-lowering (−1.5% CP; weighted average) did not impair performance either, but N-conversion improved and N-excretions decreased significantly. Converted to a protein reduction of one percentage point, the N excretions were able to be reduced by 22% in Study 1 and 18% in Study 2. Feeding trials in the commercial sector, such as the present Study 1, should convince feed mills and farmers to allow the latest scientific results to be used directly and comprehensively in commercial ration design.
Vor dem Hintergrund der Umweltprobleme, die sich aus dem zunehmenden Abbau natürlicher Ressourcen und der Erschöpfung der Ressourcen ergeben, ist die Verwirklichung einer nachhaltigen Entwicklung eine unverzichtbare Herausforderung des 21. Jahrhunderts.
In diesem Artikel wollen wir zeigen, wie soziotechnische und produktbezogene Dienstleistungsinnovationen soziale Praktiken - das routinemäßige Tun im Alltag - verändern und damit den Wandel soziotechnischer Systeme unterstützen können. Wir stellen theoretische Überlegungen dazu vor, wie Theorien sozialer Praktiken und der Rahmen der Mehrebenenperspektive in der Transformationsforschung miteinander verbunden werden können, um Transformationsprozesse aus einer Mikro-Makro-Verbindungsperspektive besser zu verstehen. Anhand von Fallbeispielen aus dem Bereich der Bade-, Heiz- und Ernährungspraktiken wird aufgezeigt, wie sich diese in den letzten Jahrzehnten verändert haben. Darauf aufbauend werden Beispiele für Konzepte zur nachhaltigen Produkt-Dienstleistungs-Gestaltung in diesen Bereichen als Hebel zur Veränderung sozialer Praktiken im Alltag vorgestellt. Diese wurden in Forschungsprojekten bzw. in Seminararbeiten von Designstudenten entwickelt. Wir argumentieren, dass dies bedeutet, dass nachhaltige Produkt-Service-Systeme in einem nutzer- und akteursintegrierten Rahmen entwickelt werden sollten, wie z.B. in Sustainable LivingLabs. Die Einbindung von Nutzern und anderen Akteuren in partizipative Co-Creation-Prozesse ermöglicht maßgeschneiderte Lösungen, die tatsächliche Routinen und Abhängigkeiten ernsthaft berücksichtigen.
What Leads to Lunch-How Social Practices Impact (Non-)Sustainable Food Consumption/Eating Habits
(2017)
Der Bereich der Ernährung wird in den kommenden Jahrzehnten mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert sein, die sich aus den globalen Konsummustern ergeben und zu einem hohen Ressourcenverbrauch führen. Die Akteure des Gaststättengewerbes sehen sich bei der Förderung ihrer Lösungen für eine nachhaltigere Situation in ihrem Bereich mit Schwierigkeiten konfrontiert, unter anderem mit der mangelnden Akzeptanz der Verbraucher. Wir müssen uns die Frage stellen, wie wir das Verbraucherverhalten beeinflussen und einen Übergang zu einem nachhaltigeren Lebensmittelkonsum herbeiführen können. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer qualitativen Bewertung von Ernährungsgewohnheiten vorgestellt. Eine Gruppe von zehn Verbrauchern nahm an problemzentrierten Interviews teil und machte Angaben zu ihrem Essverhalten im Laufe von zwei Wochen. Mit Hilfe des theoretischen Ansatzes der Praxistheorie wurden die in dieser Studie gesammelten Daten verwendet, um ein Verständnis der Praxis des Auswärtsessens zu entwickeln, wobei der Schwerpunkt auf den täglichen Routinen lag, die die Wahl der Verbraucher beeinflussen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Praxis des Auswärtsessens in hohem Maße von externen Faktoren abhängt. Vielbeschäftigte Lebensstile, Mobilitätsroutinen und ein wahrgenommener Zeitmangel führen zu der Entscheidung, auswärts zu essen. Die Verbraucher tun dies bewusst, um Zeit und Mühe zu sparen und ihren Zeitplan zu straffen. Mobilität scheint ein wichtiger Grund für das Auswärtsessen zu sein. Die Teilnehmer versuchen, die Möglichkeiten, auswärts zu essen, einzuschränken, kehren aber häufig spontan zwischen zwei Terminen zum Essen ein. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Ernährungswissen und eine nachhaltige Denkweise wenig Einfluss auf die Essensentscheidungen außerhalb des Hauses haben: Die Teilnehmer zeigen ein hohes Maß an Misstrauen gegenüber Qualitätsansprüchen und stellen ihre gesundheitlichen Bedenken beim Essen außer Haus zurück. Daraus lässt sich schließen, dass das Auswärtsessen stark von den täglichen Routinen und den Praktiken, die ihm vorausgehen oder folgen, beeinflusst wird. Veränderungen der Arbeits- und Mobilitätsmuster werden sich höchstwahrscheinlich auf die Art und Weise auswirken, wie die Verbraucher außer Haus essen.
Die Ernährung ist für etwa 30 % des weltweiten Verbrauchs an natürlichen Ressourcen verantwortlich. Um die negativen Auswirkungen des Ernährungssektors auf die Umwelt und die Gesellschaft zu begrenzen, ist der Verbrauch und die Verarbeitung von Lebensmitteln mit vermeintlich geringen negativen Auswirkungen ein wichtiges Thema bei den Bemühungen um eine nachhaltige Entwicklung. In den Großküchen sind klar definierte Indikatoren zur Bewertung der Auswirkungen von Geschäftsaktivitäten erforderlich, um dieses Ziel zu erreichen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Rahmen des NAHGAST-Projekts liefern Grundlagen, die bei diesen Bemühungen eine wichtige Hilfe sein können. Es wurden zwei Versionen eines Bewertungsinstruments mit Indikatoren unterschiedlicher Komplexität (NAHGAST Meal-Basic und NAHGAST Meal-Pro) entwickelt, die von Küchenfachleuten verwendet werden können, um die Nachhaltigkeitsleistung ihrer Produkte - der angebotenen Mahlzeit - zu bestimmen. Eine sachkundige Auswahl von Indikatoren und eine Diskussion darüber, auf welche Prozesse und Auswirkungen sich dieser Indikator im weiteren Kontext bezieht, sind von wesentlicher Bedeutung und werden in diesem Papier erörtert. Darüber hinaus wurden bei der Auswahl der Indikatoren für den Zweck unserer Forschung bestimmte Kriterien gleichzeitig berücksichtigt: (1) Kommunizierbarkeit - Welche Informationen ein Indikator vermitteln kann und wie verständlich diese Informationen für verschiedene Akteure sind; (2) Machbarkeit und Datenverfügbarkeit: Gibt es genügend Daten für einen Indikator und ist es für die Unternehmen realistisch, diesen Indikator in ihre tägliche Arbeitspraxis zu integrieren? (3) Wissenschaftliche Relevanz: Ist der Indikator für die Nachhaltigkeitsbemühungen in größerem Maßstab und für entsprechende Diskussionen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft relevant? Die Erkenntnisse aus diesen Überlegungen sind wertvoll für zukünftige Entwicklungen in der Nachhaltigkeitsbewertung in der Außer-Haus-Gastronomie. Das Instrument wurde zur Bewertung einer Reihe von Gerichten verwendet und die Ergebnisse werden als aussagekräftig erachtet. Allerdings dürfen Bewertungen jedoch nicht als genaue Messung, sondern nur als Annäherung an die Nachhaltigkeit von Speisen verstanden werden. Auf der Ebene der einzelnen Indikatoren ermöglichen sie eine detaillierte Analyse und gezielte Optimierung von Rezepten, während die aggregierten Ergebnisse in Form von Etiketten gut an die Kunden kommuniziert werden können. Defizite und Herausforderungen, wie sie in der Anwendungsphase des Projekts festgestellt wurden, zeigen jedoch Forschungslücken im weiteren Kontext auf. Abschließend werden weitere Schritte für eine Integration des Tools in Unternehmensprozesse und verbleibende Anpassungsmöglichkeiten für Unternehmen diskutiert.
Logistikunternehmen haben es bei der Suche nach neuen Standorten zunehmend schwerer, da geeignete Standorte immer knapper werden und ihnen wachsende Widerstände entgegenstehen: Umweltverbände und Anwohner*innen kritisieren Luftverschmutzung, Flächenverbrauch, Beeinträchtigungen des Landschaftsbilds und Zunahme des Verkehrslärms; die Lokalpolitik bevorzugt häufig Unternehmen mit höheren Gewerbesteueraufkommen und mehr (hochqualifizierten) Arbeitsplätzen. Der Druck auf die Logistikbranche, nachhaltigere Konzepte der Flächennutzung zu entwickeln und umzusetzen steigt. Zielsetzung des Artikels ist es, Ansätze aufzuzeigen, wie die Flächennutzung in der Logistik optimiert werden kann. Ein wichtiges Lösungsfeld ist auf Basis des Logistikmodells von Pfohl (2010) vor allem in den Bereichen der Flächenplanung zu verorten. Als Grundlage des Artikels wurde eine systematische Literaturrecherche durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen Möglichkeiten auf, wie Unternehmen und Kommunen durch eine frühzeitige Planung zur Optimierung von Flächennutzung für logistische Prozesse beitragen können. Die sorgfältige Planung eines Lagers und die damit einhergehende Nutzung von effizienten Lagersystemen, verringern die benötigte Fläche und sorgen für verbesserte Prozesse im Bereich der Lager- und Umschlagslogistik. Auch lassen sich ggf. neue Lagerflächen vermeiden, wenn die bereits genutzten Flächen optimiert werden.
Duckweed is gaining attention in animal nutrition and is considered as a potential alternative protein source for broiler chickens. In order to evaluate the nutritional value of duckweed, three individual batches were investigated. They consisted of a mixture of Lemna minuta and Lemna minor (A, 17.5% crude protein), Spirodela polyrhiza (B, 24.6% crude protein) and Lemna obscura (C, 37.0% crude protein). Treatment diets contained 50% batch A, 50% batch B, and 25, 50 and 75% of batch C. All diets were fed to broiler chickens (Ross 308) from an age of 21 to 27 days. Diets with a share of 50 and 75% of batch C led to decreased feed intake (109.3 and 74.9 g/day, respectively) compared to the control. Standardized ileal digestibility of crude protein and amino acids differed significantly between duckweed batches, at values for methionine between 49.9 and 90.4%. For all amino acids, batch A consistently had the lowest and batch C the highest digestibility. Batches had different tannin contents of 2943, 2890 and 303 mg/kg for batches A, B and C, respectively. The apparent ileal digestibility of phosphorus differed significantly between all batches (50.8–78.9%). Duckweed can be used as a protein feed for broiler chickens. However, a defined and stable biomass composition optimized for the requirements of broiler chickens is needed.
Den autochthonen Baumarten geht es unter den klimatischen Veränderungen des Klimawandels so- wohl in der freien Landschaft als auch im urbanen Raum zunehmend schlechter (vgl. fIetz & burger 2021; mlV.nrW 2022). Gleichzeitig können in natürlichen Waldökosystemen Anpassungsdynamiken an diese veränderten klimatischen Bedingungen im Rahmen der Laurophyllisierung beobachtet werden, bei dem sich die mitteleuropäischen sommergrünen Laubwälder in teilweise immergrünen Hartlaubwaldgesell- schaften entwickeln (s. frey et al. 2010: 41). Grund hierfür sind die klimatischen Veränderungen bedingt durch den Klimawandel und Gartentrends (s. berger 2008; deHnen-scHmutz et al. 2006). Der Klimawandel scheint daher günstige Bedingungen für wärmebedürftige und frostempfindliche Immergrüne zu bieten, die an die zu erwartenden Klimaten gut angepasst sind (s. WIttIg 2008: 20). Die Immergrünen, durch die der Prozess der Laurophyllisierung maßgeblich beeinflusst wird, haben ihr natürliches Verbreitungsgebiet überwiegend in der subtropischen vollhumiden Klimazone. Das Klimaxstadium dieser Klimate ist ein im- mergrüner Lorbeerwald, der als Zonobiom V zusammengefasst wird (s. brecKle & rafIqPoor 2019).
Auch in deutschen Städten ist eine solche Anpassung der Stadtbäume an sich ändernde klimatische Bedingungen notwendig. Neben dem Klimawandel spielt im urbanen Raum das Stadtklima eine wich- tige Rolle, welches die Standortbedingungen der Pflanzen zusätzlich beeinflusst und die Auswirkungen des Klimawandels verstärkt (s. HennInger & Weber 2020; WeIscHet & endlIcHer 2018; Kuttler 1998). Die vorlie- gende Arbeit soll daher untersuchen, inwiefern sich die Herkünfte der Arten, die am Prozess der Lauro- phyllisierung beteiligt sind, für die Verwendung im städtischen Raum eignen und somit beantworten, inwiefern die Laurophyllisierung eine Chance für die klimaresiliente Gehölzverwendung in der Stadt dar- stellen kann.
Dafür werden die unterschiedlichen Baumstandorte einer Stadt anhand thermischer und hygrischer Verhältnisse zu schematischen Baumstandorttypen zusammengefasst. Während sich durch die ther- mischen Verhältnisse vor allem zentral und dezentral gelegene Baumstandorttypen differenzieren las- sen, trennen die hygrischen Verhältnisse naturnahe Baumstandorttypen von Baumstandorttypen mit eingeschränktem Wurzelraum. Für diese vier Baumstandorttypen wird dann für vier unterschiedliche Städte Deutschlands das zukünftige Mikroklima mithilfe des RCP8.5 in Form eines Klimadiagramms er- mittelt. Durch die differenzierte Auswahl der Untersuchungsgebiete Hamburg, Düsseldorf, München und Berlin können so Aussagen zu regionalen Auswirkungen des Klimawandels getroffen werden. Zudem dienen die Klimadiagramme der unterschiedlichen Baumstandorttypen als Grundlage für den klimati- schen Vergleich mit den Klimaten der Herkünfte der immergrünen Arten des Zonobiom V. Anhand die- ses Vergleiches können Subzonobiome ausfindig gemacht werden, die mehr oder weniger dem Klima der Baumstandorttypen entsprechen. Eines der Subzonobiome, welches eine gute klimatische Referenz darstellt, wird anschließend im Hinblick auf die prägnantesten immergrünen Arten näher betrachtet. Die Auswahl in dieser Arbeit ist auf das sommerregengeprägte Subzonobiom Ost-Asiens gefallen, aus dem insgesamt 20 immergrüne Laubbaumarten, neun Koniferen und eine Palmenart in Form von Steck- briefen näher beschrieben und auf die Eignung für die Verwendung innerhalb der Mirkoklimate der vier Baumstandorttypen eingeschätzt werden.
Jede Ernährung hat Auswirkungen auf den Gesundheitszustand des Einzelnen, auf die Umwelt und auf soziale Belange. Eine wachsende Zahl von Mahlzeiten wird in der Außer-Haus-Verpflegung eingenommen, in der eine systematische Nachhaltigkeitsbewertung nicht zur gängigen Praxis gehört. Um diese Lücke zu schließen, wurde im Rahmen des NAHGAST-Projekts ein Instrument entwickelt. Nach mehr als einem Jahr des Einsatzes des NAHGAST-Online-Tools soll nun überprüft werden, welche positiven Umwelteinflüsse durch den Einsatz des Instruments realisiert werden können. Aus diesem Grund befasst sich dieser Artikel mit der Frage, ob ein Online-Tool Akteure aus dem Bereich des Außer-Haus-Verzehrs in die Lage versetzen kann, ihre Mahlzeiten im Hinblick auf Aspekte einer nachhaltigen Ernährung zu überarbeiten. Darüber hinaus wird die Frage beantwortet, wie sich konkrete Rezeptüberarbeitungen der beliebtesten Mittagsgerichte auf den materiellen Fußabdruck sowie auf den Carbon Footprint auswirken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Online-Tool individuelle Nachhaltigkeitspfade für Akteure im und ermöglicht eine eigenständige Rezeptüberarbeitung für bereits bestehende Gerichte. Mahlzeiten. Die Ergebnisse zeigen, dass bereits geringfügige Änderungen in den Rezepten zu Einsparungen von bis zu einem Drittel führen können beim CO2-Fußabdruck sowie beim Materialfußabdruck führen können. Bezogen auf den Außer-Haus-Verzehr Außer-Haus-Verzehr ergibt sich daraus das Potenzial für erhebliche Multiplikationseffekte, die den Weg für die Verbreitung von nachhaltiger Ernährung ebnen.
Quantitative Umweltbewertungen sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, effektiv auf nachhaltige Produktions- und Verbrauchsmuster hinzuarbeiten. In den letzten Jahrzehnten haben sich Lebenszyklusanalysen (LCA) als praktikables Mittel zur Messung der Umweltauswirkungen von Produkten entlang der Lieferkette etabliert. In Bezug auf Nutzer- und Konsummuster wurden jedoch methodische Schwächen festgestellt, und es wurden mehrere Versuche unternommen, Ökobilanzen entsprechend zu verbessern, beispielsweise durch Einbeziehung von Effekten höherer Ordnung und verhaltenswissenschaftlicher Unterstützung. In einer Diskussion solcher Ansätze zeigen wir, dass den Konzepten des Verbrauchs keine explizite Aufmerksamkeit geschenkt wurde, was häufig zu produktzentrierten Bewertungen führt. Wir führen Theorien sozialer Praktiken ein, um Konsummuster für LCA zugänglich zu machen. Soziale Praktiken sind routinierte Handlungen, die aus miteinander verbundenen Elementen (Materialien, Kompetenzen und Bedeutungen) bestehen, die sie als eine Einheit denkbar machen (z. B. Kochen). Da die meisten sozialen Praktiken eine Art von Verbrauch (Material, Energie, Luft) beinhalten, konnten wir einen Rahmen entwickeln, der soziale Praktiken mit der Ökobilanz verbindet. Der vorgeschlagene Rahmen bietet eine neue Perspektive für quantitative Umweltbewertungen, indem er den Schwerpunkt von Produkten oder Nutzern auf soziale Praktiken verlagert. Dementsprechend sehen wir die Chance darin, die reduktionistische Sichtweise zu überwinden, dass Menschen nur Nutzer von Produkten sind, und sie stattdessen als Praktiker in sozialen Praktiken zu sehen. Dieser Wandel könnte neue Methoden der interdisziplinären Konsumforschung ermöglichen, die beabsichtigte Sozialwissenschaften und wirkungsorientierte Bewertungen einbeziehen. Allerdings bedarf der Rahmen einer weiteren Überarbeitung und vor allem einer empirischen Validierung.
Quantitative Umweltbewertungen sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, effektiv auf nachhaltige Produktions- und Verbrauchsmuster hinzuarbeiten. In den letzten Jahrzehnten haben sich Lebenszyklusanalysen (LCA) als praktikables Mittel zur Messung der Umweltauswirkungen von Produkten entlang der Lieferkette etabliert. In Bezug auf Nutzer- und Konsummuster wurden jedoch methodische Schwächen festgestellt, und es wurden mehrere Versuche unternommen, Ökobilanzen entsprechend zu verbessern, beispielsweise durch Einbeziehung von Effekten höherer Ordnung und verhaltenswissenschaftlicher Unterstützung. In einer Diskussion solcher Ansätze zeigen wir, dass den Konzepten des Verbrauchs keine explizite Aufmerksamkeit geschenkt wurde, was häufig zu produktzentrierten Bewertungen führt. Wir führen Theorien sozialer Praktiken ein, um Konsummuster für LCA zugänglich zu machen. Soziale Praktiken sind routinierte Handlungen, die aus miteinander verbundenen Elementen (Materialien, Kompetenzen und Bedeutungen) bestehen, die sie als eine Einheit denkbar machen (z. B. Kochen). Da die meisten sozialen Praktiken eine Art von Verbrauch (Material, Energie, Luft) beinhalten, konnten wir einen Rahmen entwickeln, der soziale Praktiken mit der Ökobilanz verbindet. Der vorgeschlagene Rahmen bietet eine neue Perspektive für quantitative Umweltbewertungen, indem er den Schwerpunkt von Produkten oder Nutzern auf soziale Praktiken verlagert. Dementsprechend sehen wir die Chance darin, die reduktionistische Sichtweise zu überwinden, dass Menschen nur Nutzer von Produkten sind, und sie stattdessen als Praktiker in sozialen Praktiken zu sehen. Dieser Wandel könnte neue Methoden der interdisziplinären Konsumforschung ermöglichen, die beabsichtigte Sozialwissenschaften und wirkungsorientierte Bewertungen einbeziehen. Allerdings bedarf der Rahmen einer weiteren Überarbeitung und vor allem einer empirischen Validierung.
Die Landwirtschaft ist ein Wirtschaftszweig mit massiven Auswirkungen auf die biologische und agrobiodiverse Vielfalt. Nachhaltige Ernährung ist ein entscheidender politischer Hebel und eine realistische Chance, die Umweltauswirkungen des Agrar- und Ernährungssektors zu verringern und gleichzeitig die menschliche Gesundheit zu verbessern. Auswärts essen ist für viele Verbraucher eine immer häufiger anzutreffende Gewohnheit, und indem sie nachhaltige Gerichte anbieten, können Catering-Unternehmen eine zentrale Rolle spielen. Dazu müssen sie die Nachhaltigkeit ihres Lebensmittelangebots verstehen und richtig einschätzen können, aber es gibt noch keine gut etablierten Bewertungsinstrumente. Im Rahmen des NAHGAST-Projekts, zu dem diese Studie gehörte, wurde ein Instrument zur Bewertung der Nachhaltigkeit für Catering-Unternehmen entwickelt und getestet, das auf konkreten, pro Mahlzeit definierten Zielen basiert. Diese Studie befasst sich mit dem Mangel an Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von Lebensmitteln auf die biologische Vielfalt, wobei der Schwerpunkt auf der Agrobiodiversität liegt. Die Arbeit veranschaulicht eine kontextspezifische Anwendung eines erweiterten DPSIR-Modells zur Strukturierung von Informationen und Auswahl von Indikatoren und schlägt eine transdisziplinäre Nutzung bestehender Messgrößen vor. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um wissenschaftlich fundierte Zielwerte oder Nachhaltigkeitsspannen für jeden Indikator pro Mahlzeit zu definieren, damit diese berechnet werden können.
Die Stärken und Grenzen der Studie werden diskutiert.
Der Konsumbereich „Ernährung“ verantwortet in Deutschland rund 15 % der Treibhausgasemissionen (THG). Aufgrund der hohen Nachfrage hat die Außer-Haus-Verpflegung eine starke Hebelwirkung, um eine klimaeffiziente Ernährung voranzutreiben – so auch Schulküchen. Aktuell sind der Verpflegung jedes Schulkindes, welches ganzjährig an der Mittagsverpflegung teilnimmt, pro Jahr etwa 264 kg THG-Emissionen zuzuschreiben.
Im Projekt KEEKS „Klima- und energieeffiziente Küche in Schulen” wurden deshalb in 22 Schulküchen von Ganztagsschulen mit täglich insgesamt 5 000 Mittagessen der Status Quo ermittelt. Dies geschah mittels Energiemessungen, Analyse von Ausstattung, Technik und Prozessen der Küchen sowie leitfadengestützten Interviews mit den Küchenleitungen. Treibhausgasemissionen von Menüs und Küchenprozessen wurden bilanziert, Einsparpotenziale identifiziert sowie Handlungsempfehlungen entwickelt und erprobt. Die effektivsten Maßnahmen – die Reduktion und Substitution von Fleisch und Fleischprodukten sowie der Aufbau eines effizienten Abfallmanagements – sparen rund 10 % des Treibhausgasausstoßes einer Schulküche ein. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen können Küchenpersonal dabei unterstützen, eine klimafreundliche, kindgerechte, gesunde und bezahlbare Schulküche zu gestalten.
Dieser Artikel befasst sich mit dem bundesweiten Niveau der Treibhausgas (THG)-Emissionen und des Ressourcenverbrauchs in der deutschen Gemeinschaftsverpflegung im Segment "Business" und deren Einsparpotenziale durch verschiedene Szenarien der ungestützten und gestützten Rezeptüberarbeitung. Unter "ungestützt" verstehen wir in dieser Arbeit die intuitive Optimierung von Rezepten durch die Mitarbeiter von Betrieben der Gemeinschaftsverpflegung. Die "unterstützten" Ansätze mussten dagegen bestimmte Zielvorgaben erfüllen, zum Beispiel der Deutschen Gesellschaft für Ernährung; engl. Deutschen Gesellschaft für Ernährung oder das nachhaltige Niveau. Konkret Konkret wird getestet, wie sich (A) eine ungestützte Rezeptüberarbeitung, (B) eine Rezeptüberarbeitung auf Basis von Ernährungsempfehlungen und (C) eine Rezeptüberarbeitung mit wissenschaftlicher Begleitung die Umweltauswirkungen eines Gerichtes beeinflussen. Als methodischer Rahmen diente eine Online-Befragung von Unternehmen der Gemeinschaftsverpflegung sowie eine Szenarioanalyse auf Menüebene und auf nationaler Ebene durchgeführt. Die Ergebnisse basieren zum einen auf empirischen Daten und zum anderen auf Hochrechnungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die die bundesweite Umsetzung der Rezepturüberarbeitung nach wissenschaftlichen Vorgaben - wie konkrete Zielvorgaben für die THG Emissionen pro Portion - bis zu 44% des Ressourcenverbrauchs in der deutschen Betriebsgastronomie einsparen kann (das entspricht 3,4 Millionen Tonnen Ressourcen pro Jahr) und bis zu 40 % der THG-Emissionen (0,6 Millionen Tonnen THG-Emissionen pro Jahr) einsparen.
Artificial intelligence (AI) promises transformative impacts on society, industry, and agriculture, while being heavily reliant on diverse, quality data. The resource-intensive "data
problem" has initialized a shift to synthetic data. One downside of synthetic data is known as the "reality gap", a lack of realism. Hybrid data, combining synthetic and real data, addresses this. The paper examines terminological inconsistencies and proposes a unified taxonomy for real, synthetic, augmented, and hybrid data. It aims to enhance AI training datasets in smart agriculture, addressing the challenges in the agricultural data landscape. Utilizing hybrid data in AI models offers improved prediction performance and adaptability.
Die Verschwendung von Lebensmitteln im Haushalt wird durch eine komplexe Reihe von routinemäßigen Verhaltensweisen bestimmt, und eine Unterbrechung dieser Routinen könnte zu einer Verringerung dieser enormen Menge an Lebensmittelabfällen führen. In der vorliegenden Studie wird eine solche Unterbrechung der Haushaltsroutinen untersucht: die Essensbox.
Das Potenzial von Essensboxen zur Verringerung verschiedener Arten von Lebensmittelabfällen in Haushalten wird zum ersten Mal in verschiedenen Ländern untersucht. Nachdem wir einen Rahmen für den Vergleich der Auswirkungen verschiedener Mahlzeitentypen auf die Lebensmittelverschwendung geschaffen haben, untersuchen wir anschließend die Auswirkungen einer abonnementbasierten Lebensmittelversorgung (d. h. Mahlzeitendosen) auf die gesamte Lebensmittelverschwendung sowie auf die verschiedenen Arten der Lebensmittelverschwendung: Zubereitung, Kochen und Tellerabfälle. Unser Datensatz enthält 8747 Beobachtungen von Mahlzeiten aus 955 Haushalten in sechs Ländern. Die Ergebnisse eines Bayes'schen Mehrebenen-Hurdle-Lognormal-Modells mit zufälligem Intercept zeigen, dass Essensboxen im Vergleich zu traditionell gekochten Mahlzeiten insgesamt zu einer Verringerung der gesamten Essensabfälle führen (38 % weniger). Mahlzeitendosen verringern vor allem das Auftreten und die Menge der verschwendeten Pfannen- und Topfgerichte (d. h. Kochabfälle) sowie die Menge der Mahlzeitenzubereitungsabfälle, führen jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Mahlzeiten zu einem höheren Aufkommen von Zubereitungs- und Tellerabfällen. Dies zeigt, wie sich die Unterschiede zwischen den einzelnen Mahlzeiten auf die Lebensmittelabfälle in den Haushalten auswirken, ein Aspekt, der bisher in der Forschung wenig Beachtung gefunden hat. Während sich die meisten früheren Untersuchungen auf die gesamte Lebensmittelverschwendung in Haushalten konzentrierten, zeigt unsere Studie, dass die Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Lebensmittelabfällen in Haushalten wichtige neue Erkenntnisse liefern kann.
Compliance of agricultural AI systems : app-based legal verification throughout the development
(2024)
Significant advances in artificial intelligence (AI) have been achieved; however, practical implementation in agriculture remains limited. Compliance with emerging regulations, such as the EU AI Act and GDPR, is now vital, even for non-critical AI systems. Developers need tools to assess legal compliance, which is complex, often requiring full legal advice. To address this issue, we are developing a support app that simplifies the legal aspects of AI system development, covering the entire lifecycle, from conception to distribution. The current app, which covers the key legal area of copyright and will soon include GDPR and the AI Act, aims to bridge the gap between AI research and agriculture. An evaluation of our app by experts from both the legal and the IT domains shows that the app assists the developers so that they make legally correct statements. Consequently, it promotes legal compliance and awareness among developers, contributing to the seamless integration of AI into agriculture. The need for compliant AI systems in various industries, including agriculture, will only increase as regulations evolve.
Der Text behandelt die Bedeutung nachhaltiger Ernährung und die Herausforderungen bei der Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in die berufliche Bildung, insbesondere in den Korn-handhabenden Berufen. Tägliche Ernährungsentscheidungen werden als maßgeblich für Umwelt, Gesellschaft und Gesundheit hervorgehoben. Die EAT-Lancet-Kommission schlägt eine Planetarische Gesundheitsdiät vor, die klimafreundlich und gesund ist. Die Förderung von Nachhaltigkeitskompetenzen in der beruflichen Bildung wird als Schlüssel für langfristige Veränderungen in Betrieben betont. Der Modellversuch Korn-Scout zielt darauf ab, Lehr-/Lernmaterialien zu entwickeln, die die Nachhaltigkeitsorientierung von Auszubildenden in Korn-handhabenden Berufen fördern. Dieser besteht aus vier Elementen: Status-quo-Analyse, Entwicklung von Lehr-/Lernmaterialien, Erprobung und Transfer in die Praxis. Kommunikation wird als Schlüsselfaktor für die systematische Integration von Bildung für nachhaltige Entwicklung in die Ausbildung betont. Die Evaluation der Materialien während der Covid-19-Pandemie führte zu sinnvollen Optimierungsvorschlägen.Erunterstreicht die Bedeutung von Kommunikationskompetenzen für nachhaltiges Handeln in den Korn-handhabenden Berufen. Effektive Kommunikation entlang der Wertschöpfungskette ist entscheidend, um Nachhaltigkeitsaspekte von der landwirtschaftlichen Produktion bis zum Verzehr zu integrieren. Neben der Kommunikationskompetenz werden auch andere Fähigkeiten wie die Suche, Verarbeitung und Integration von nachhaltigkeitsrelevanten Informationen betont. Der Modellversuch Korn-Scout identifizierte berufsübergreifende Nachhaltigkeitskompetenzen entlang der Korn-Food-Supply-Chain, wobei einige Berufe spezifische Kompetenzen aufweisen. Die systematische Weiterentwicklung dieser Kompetenzen ist entscheidend für die strukturelle Integration von Nachhaltigkeit in der beruflichen Praxis. Lehr-/Lernmaterialien aus dem Modellversuch werden durch Zusammenarbeit mit Praxispartnern in die Praxis übertragen. Der Ausblick betont die Notwendigkeit weiterer Projekte und Anpassungen in den Ausbildungsordnungen für eine umfassende Verankerung von Nachhaltigkeit in der beruflichen Ausbildung.
Die Autoren präsentieren einen innovativen Ansatz für Circular Economy (CE)-Strategien mit hohem Umweltpotenzial. Dieser Ansatz betont Verweigerung, Umdenken und Reduzieren, indem die Perspektive vom Verbraucher auf soziale Praktiken verschoben wird. Dabei wird Suffizienz als Schlüsselkonzept eingeführt, das entscheidend ist, um Umweltbelastungen durch CE zu reduzieren und die Transformation des Produktions- und Konsumsystems zu fördern. Die Autoren betonen, dass nachhaltige Kreislaufwirtschaft ohne Suffizienz nicht möglich ist.
Die Studie berichtet über einen Fall, in dem die Über-Verfügbarkeit durch das Konzept der Genügsamkeit ersetzt wurde. Die Autoren beobachten, wie Suffizienz in die Lebensstile der Teilnehmer integriert wird, insbesondere durch einen Farmboxing-Ansatz. Obwohl die Verallgemeinerung des Falls begrenzt ist, zeigt die Studie das Potenzial niedrigschwelliger Einführungen von Suffizienz, wie beispielsweise öffentlicher Raum für gärtnerische Aktivitäten.
Die Autoren betonen jedoch die Notwendigkeit weiterer empirischer Arbeit, um die Bedeutung von Suffizienz in verschiedenen sozialen Praktiken zu verstehen. Sie schlagen vor, dass der Zeitpunkt für solche Forschungen günstig ist, angesichts aktueller globaler Entwicklungen und der steigenden Nachfrage nach Strategien zur Ressourcenverringerung.
Die Studie identifiziert Herausforderungen, darunter unklare Faktoren, die nicht berücksichtigt wurden, wie die Rolle des sozialen Umfelds und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Lebensbereiche. Die Autoren planen bereits eine Folgestudie mit quantitativen und qualitativen Analysen sowie Lebenszyklusanalysen.
Abschließend schlagen die Autoren vor, klare Definitionen für Wiederverwendung, Umdenken und Reduzierung zu entwickeln, basierend auf empirischen Daten und Beispielen sozialer Praktiken. Sie fordern auch dazu auf, Theorien sozialer Praktiken auf andere CE-Strategien anzuwenden, da soziale Praktiken nicht auf privaten Konsum beschränkt sind.
The BBI is a first step toward putting biodiversity conservation into practice in the OHC context. The results are consistent with studies related to nutrition However, the results also show that there is room for improvement and that there are further areas to be addressed. It is also clear that commercial kitchens currently have only limited room for maneuver. If OHC is to become more biodiversity-friendly, greater transparency is needed in terms of origin labels and species/variety identifiers, and a wide range of options will also be required in terms of procurement. That being the case, it is essential to focus on the entire value chain. Furthermore, in addition to the initial recommendations, much more knowledge is required about the impacts of farming methods and heritage varieties and species, as well as about the use of fish, other marine animals and game meat. In principle, however, the BBI can already be implemented in commercial kitchens by identifying recipe optimizations that kitchens can feasibly implement, that align with their budgets, and that maintain acceptance among patrons. In addition, this approach has the potential to be integrated into the assessment framework of the NAHGAST calculator, making it readily accessible and free for OHC facilities to use. In the OHC context in particular, this could be leveraged to drive sustainable change in the food system.
Die Umstände des globalen Klimawandels erfordern zukünftig auch in Hannover eine Neuauswahl der Stadtbaumarten zugunsten hitze- und trockenheitstoleranter Arten. In Zusammenarbeit mit der Stadt Hannover wurde ein Baumentwicklungskonzept für zukünftige Baumpflanzungen in der Landeshauptstadt erarbeitet. Im Konflikt zwischen Schutz der heimischen Flora und Fauna und Maßnahmen der Klimaanpassung wurde die „Assisted Migration“ als Ansatz und Kompromiss zwischen beiden Bereichen gewählt. Hierbei werden Arten durch gezielte Eingriffe parallel zum Verlauf der theoretischer Arealverschiebung der Klimaerwärmung bewegt. Um mögliche Herkunftsgebiete für diese Arten zu finden, wurden auf europäischer Ebene klimatische Analoggebiete für Hannovers zukünftiges Klima gesucht. Das Klima verschiedener Standorttypen Hannovers wurde mithilfe von aktuellen klimatischen Szenarios für den Zeitraum 2080-2100 projektiert und anschließend europaweit mit dem lokalen Klima der Periode 1970-2000 verglichen. Gebiete Süd- und Südosteuropas verfügen über klimatischen Eigenschaften, welche dem in Hannover zukünftig erwarteten Klima entsprechen. Sie wurden auf ihr Gehölzvorkommen untersucht. Unter Einbezug der natürlichen Standortbedingungen und bereits gemachter Erfahrungen wurde eine umfangreiche Artenliste erarbeitet. Diese schlägt Baumarten vor, die zukünftig an die Klimabedingungen angepasst sind und jetzt und im Verlauf der nächsten Jahrzehnte an verschiedenen Standorten Hannovers gepflanzt werden können.
In dieser Arbeit soll an der Schnittstelle zwischen nachhaltiger Ernährung und nachhaltiger Landwirtschaft ein konkreter Planungsvorschlag eines AFS zur Anlage an der Hochschule (HS) Osnabrück entworfen werden. Auf diese Weise soll aufgezeigt werden, wie Agroforstsysteme zur Realisierung der Ziele der Planetary Health Diet beitragen können. Das so entstehende AFS soll zukünftig auch zu einem ernährungswissenschaftlichen Ort des Lehrens und
Lernens weiterentwickelt werden können – zum Beispiel einem Lehr- und Lerngarten. Auf diese Weise soll eine nachhaltige Ernährungsweise, die PHD in einem zukunftsweisenden Anbausystem, dem AFS pflanzenbaulich dargestellt werden. Hierzu sollen auch Standortfaktoren und Betriebsspiegel des Versuchsbetriebes der Hochschule geschickt einbezogen werden.
In recent years, various studies have highlighted the opportunities of artificial intelligence (AI) for our society. For example, AI solutions can help reduce pollution, waste, or carbon footprints. On the other hand, there are also risks associated with the use of AI, such as increasing inequality in society or high resource consumption for computing power. This paper explores the question how corporate culture influences the use of artificial intelligence in terms of sustainable development. This type of use includes a normative element and is referred to in the paper as sustainable artificial intelligence (SAI). Based on a bibliometric literature analysis, we identify features of a sustainability-oriented corporate culture. We offer six propositions examining the influence of specific manifestations on the handling of AI in the sense of SAI. Thus, if companies want to ensure that SAI is realized, corporate culture appears as an important indicator and influencing factor at the same time.
Information systems (IS) play a central role in promoting corporate sustainability and pro-environmental behavior. This study explores the use of mobile apps for fostering sustainability-oriented corporate culture. It accentuates issues relating to sustainability-oriented corporate culture (RQ1), app meta-requirements as a strategic approach to addressing these issues (RQ2), as well as design and implementation principles (RQ3). Referring to the literature on sustainability apps, gamification, and nudging, our qualitative research design combines an analysis of four corporate apps intending to promote sustainable behavior and expert interviews (Grounded Theory). The proposed framework supports the planning, realization, and monitoring of this targeted app use. Single cultural dimensions inform seven issues in culture development. Five meta-requirements address this multi-dimensionality, challenges provided by new digital working environments, and principles of Green IT. Four design principles support, extend, and integrate current knowledge on app features, nudging, and gamification. Five variables determine the app intervention and maturity level. We conclude that this targeted app use should intend to foster the sustainability orientation within all dimensions of corporate culture instead of being limited to promoting sustainable behavior.
Purpose
This study operationalizes risks in stakeholder dialog (SD). It conceptualizes SD as co-produced organizational discourse and examines the capacities of organizers' and stakeholders' practices to create a shared understanding of an organization’s risks to their mutual benefit. The meetings and online forum of a German public service media (PSM) organization were used as a case study.
Design/methodology/approach
The authors applied corpus-driven linguistic discourse analysis (topic modeling) to analyze citizens' (n = 2,452) forum posts (n = 14,744). Conversation analysis was used to examine video-recorded online meetings.
Findings
Organizers suspended actors' reciprocity in meetings. In the forums, topics emerged autonomously. Citizens' articulation of their identities was more diverse than the categories the organizer provided, and organizers did not respond to the autonomous emergence of contextualizations of citizens' perceptions of PSM performance in relation to their identities. The results suggest that risks arise from interactionally achieved occasions that prevent reasoned agreement and from actors' practices, which constituted autonomous discursive formations of topics and identities in the forums.
Originality/value
This study disentangles actors' practices, mutuality orientation and risk enactment during SD. It advances the methodological knowledge of strategic communication research on SD, utilizing social constructivist research methods to examine the contingencies of organization-stakeholder interaction in SD.
In der Schriftenreihe „Voneinander Lehren lernen“ publiziert das LearningCenter der Hochschule Osnabrück anwendungsbezogene Beiträge zur Qualitätsentwicklung in Studium und Lehre. Die Schriftenreihe ist an das Konzept des „Scholarship of Teaching and Learning“ (SoTL) angelehnt. Demnach soll sie insbesondere den Fachlehrenden verschiedener Studiengänge als Plattform dienen, um ihre eigenen Erfahrungen, Ideen und Konzepte zur Lehr- und Studiengangentwicklung systematisch zu reflektieren und entsprechende Erkenntnisse für andere nutzbar zu machen. Ziel ist es, den Diskurs über hochschuldidaktische Themen in die Fächer zu tragen und so die Qualität der Lehr-Lernprozesse in den Studiengängen zu fördern. In diesem fünften Band der Schriftenreihe werden Projekte der Hochschule Osnabrück beschrieben, deren Umsetzung durch verschiedene Förderlinien oder durch Studienqualitätsmittel unterstützt wurde. Die Textbeiträge sind sowohl inhaltlich als auch didaktisch-methodisch sehr vielschichtig. Eine Gemeinsamkeit liegt jedoch darin, dass sie jeweils eine konstruktive hochschuldidaktische Reaktion auf zukunftsbezogene Trends und daraus resultierende Kompetenz-Anforderungen an Hochschulabsolvent*innen widerspiegeln. Der Terminologie des Zukunftsinstituts folgend sind es primär die Megatrends „Konnektivität“, „New Work“, „Gesundheit“, „Wissenskultur“ und „Globalisierung“, die in den Beiträgen implizit oder explizit thematisiert werden.
Masterarbeit im Rahmen des MBA-Studiengangs Hochschul- und Wissenschaftsmanagement an der Hochschule Osnabrück.
Im Kontext des steigenden Digitalisierungsbedarfs und der Herausforderung, Mitarbeitenden die flexible Arbeit von zu Hause aus zu ermöglichen, hat im Zuge der Corona-Pandemie die Diskussion über neue hybride Arbeitsmodelle (im Sinne einer Verzahnung von Präsenzarbeit am Unternehmens-/ Organisationsstandort und orts- und zeitflexibler Arbeit außerhalb) als neue Normalität erheblich zugenommen.
Der Wandel der Arbeitswelt beschäftigt auch die deutschen Hochschulen, wo sich die Arbeitsweise in Reaktion auf die Veränderungen der letzten Jahre transformiert hat und die Corona-Pandemie als Verstärker für neue Arbeitsformen erkannt wird. Vor dem Hintergrund der dynamischen Weiterentwicklung ist Gegenstand der Arbeit, mit einer Bestandsaufnahme zu klären, inwieweit orts- und zeitflexibles Arbeiten insbesondere im Rahmen hybrider Arbeit an deutschen Hochschulen ermöglicht wird bzw. werden kann.
Im Frühsommer 2023 wurde eine anonyme Umfrage unter Personalverantwortlichen an deutschen Hochschulen bundesweit online durchgeführt. Der Analyse wurde New Work im Sinne eines ganzheitlichen Gestaltungsrahmens, der die Dimensionen People (Entwicklung und Führung von Mitarbeitenden), Places (Schaffung flexibler Arbeitsumgebungen) und Tools (digitale Plattformen und Werkzeuge zur Umsetzung neuer Arbeitsweisen) berücksichtigt, modellhaft zugrunde gelegt.
Die Ergebnisse zeigen, dass flexible Arbeitsbedingungen sowohl bei wissenschaftlichem Personal als auch in der Verwaltung, zugenommen haben. Es zeigt sich deutlich, dass hybrides Arbeiten an deutschen Hochschulen zum vorherrschenden Modell werden wird, wobei verschiedene Konzepte existieren.
Die Einführung hybrider Modelle bringt vielfältige Herausforderungen mit sich. Die hiermit angesprochene Themenpalette reicht dabei von Digitalisierung und Raumumgestaltung des Präsenzarbeitsortes bis hin zu Arbeitskultur und soziale Beziehungen. Die Hochschulen haben sich auf den Weg gemacht, um für sich eine passende Balance zwischen strukturierenden Rahmenbedingungen und Flexibilität zu erreichen.
Die umfassende Umsetzung hybrider Arbeit macht einen ganzheitlichen New Work-Ansatz empfehlenswert, um sicherzustellen, dass alle Beteiligten in dieser Transformation berücksichtigt werden. Insgesamt wird hybrides Arbeiten zunehmend zur Normalität an deutschen Hochschulen, was zu einer flexibleren und vielfältigeren Arbeitsumgebung beiträgt.
Die Entscheidung für eine Teilzeitbeschäftigung von examinierten Pflegekräften gewinnt in der Bundesrepublik Deutschland zunehmend an Bedeutung. Dieses Thema ist von zentraler Relevanz, da es zwangsläufig eine kritische Auseinandersetzung mit den Arbeitsbedingungen im Gesundheitswesen, der Sicherstellung des gesellschaftlichen Versorgungsauftrages sowie der Berücksichtigung der sich verändernden Lebensrealitäten der in der Pflege tätigen Fachkräfte erfordert. Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, eine methodische Annäherung an das Phänomen der individuellen Entscheidungsprozesse von examinierten Pflegekräften in Bezug auf ein reduziertes Arbeitszeitmodell darzustellen. Zu diesem Zweck wird eine literaturgestützte empirische Untersuchung in Form von Experteninterviews mit beruflich Pflegenden durchgeführt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die subjektiven Erfahrungen und Sichtweisen der Interviewpartner gelegt. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, eine vergleichende Analyse mit den Ergebnissen aus der einschlägigen Literatur durchzuführen. Abschließend erfolgt die Darstellung aktueller Entwicklungen innerhalb des Pflegeberufes sowie die Diskussion zukunftsfähiger Ansätze hinsichtlich der Arbeitsbedingungen.
Iron deficiency is still widespread as a major health problem even in countries with adequate food supply. It mainly affects women but also vegans, vegetarians, and athletes and can lead to various clinical pictures. Biofortification of vitamin C-rich vegetables with iron may be one new approach to face this nutritional challenge. However, so far, little is known about the consumer acceptance of iron-biofortified vegetables, particularly in developed countries. To address this issue, a quantitative survey of 1000 consumers in Germany was conducted. The results showed that depending on the type of vegetable, between 54% and 79% of the respondents were interested in iron-biofortified vegetables. Regression analysis showed a relationship between product acceptance, gender, and area of residence. In addition, relationships were found between consumer preferences for enjoyment, sustainability, and naturalness. Compared to functional food and dietary supplements, 77% of respondents would prefer fresh iron-rich vegetables to improve their iron intake. For a market launch, those iron-rich vegetables appear especially promising, which can additionally be advertised with claims for being rich in vitamin C and cultivated in an environmentally friendly way. Consumers were willing to pay EUR 0.10 to EUR 0.20 more for the iron-biofortified vegetables.
Hintergrund
Demografisch bedingt wird sich die Anzahl pflegebedürftiger Menschen weiter erhöhen. Tragende Säule der pflegerischen Versorgung sind ihre Angehörigen, die den Großteil der Pflegeaufgaben übernehmen. Dies hat jedoch oftmals Auswirkungen auf ihre eigene Gesundheit und ihr Wohlbefinden.
Methodisches Vorgehen
Mit dem Fragebogen zur Angehörigenresilienz und -belastung (FARBE) liegt ein Instrument vor, um sowohl die Resilienz als auch Belastung pflegender Angehöriger zu ermitteln. Der Fragebogen wurde im Rahmen der Pflegestudie des VdK-Sozialverbands genutzt und von 12.475 Angehörigen komplett ausgefüllt. Durch eine multiple lineare Regression wurden Einflüsse und ihre Wirkstärke auf die Resilienz und Belastung analysiert.
Ergebnisse
Angehörige von Menschen mit Demenz, Depression oder hohem Pflegegrad weisen eine stärkere Belastung auf. Demenz und Depression mindern zudem die Resilienz. Positiv wirkt sich die soziale Unterstützung aus. Ebenso bedingt ein höheres Alter eine stärkere Resilienz.
Schlussfolgerungen
Im Ergebnis dieser Arbeit gelang eine Identifikation von relevanten Einflussfaktoren. Dies ermöglicht, Unterstützungs- und Entlastungsangebote auf ihre Anwendung und Wirksamkeit zu überprüfen. Besondere Bedeutung haben Unterstützungsangebote für Angehörige von Menschen mit Demenz, Depression und/oder höheren Pflegegraden. Stressreduzierende Maßnahmen und das Bilden sozialer Netzwerke für Angehörige können weitere Maßnahmen zur Stärkung der Resilienz und Abschwächung von Belastung sein.
Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse der durch den Sozialverband VdK in Auftrag gegebenen Pflegestudie „Wunsch und Wirklichkeit in der häuslichen Pflege“ zusammen. Viele Menschen haben dazu beigetragen, dass die Studie durchgeführt werden konnte. An erster Stelle und vor allem sei den Menschen herzlich gedankt, die sich an der Befragung beteiligt haben. Mehr als 50.000 Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben jegliche Erwartung zur Teilnahme an der Studie deutlich übertroffen.
In Deutschland werden 80% der auf Pflege angewiesenen Menschen im häuslichen Umfeld versorgt, 56 % davon aufgrund sozialer Beziehungen ausschließlich von informell pflegenden Personen. Die Anzahl häuslicher Pflegearrangements steigt seit Jahren kontinuierlich bei bereits erreichter Kapazitätsgrenze existierender ambulanter Dienste. Um einen Beitrag zum wissenschaftlichen Verständnis pflegerischer Versorgung im häuslichen Setting zu leisten, wurden insgesamt 18 narrative Interviews zu Wunsch und Wirklichkeit häuslicher Pflege mit pflegebedürftigen und pflegenden Personen sowie zwei Expert*innen geführt und nach den Prinzipien der Grounded Theory ausgewertet. Die entwickelte Akzeptanztheorie bietet einen grundsätzlichen Erklärungsansatz informeller Pflege und verweist auf die dringliche und unabdingbar notwendige Weiterentwicklung ambulanter Versorgungsstrukturen, sollen Pflegearrangements in großer Anzahl weiterhin Bestand haben.
SimBO is a flexible framework for optimizing discrete event-driven simulations (DES) using sequential optimization algorithms. While specifically designed for Bayesian Optimization (BO) in the context of DES, SimBO can be applied to any black-box problem with other optimization algorithms. The framework consists of four encapsulated components - the black-box problem, the sequential optimization algorithm, a database for experiment configuration and results, and a web-based graphical user interface - that communicate via well-defined interfaces. Each component can be run in different environments, allowing for cooperation between different hardware- and software configurations. In our research context, SimBO’s architecture enabled BO algorithms to be run on a high-performance cluster with GPU support, while the simulation is executed on a local Windows machine using the Simio simulation software. The framework’s flexibility also makes it suitable for evolving from a research-focused tool to a production-ready, cloud-based optimization tool for modern algorithms.
Grasslands are ubiquitous globally, and their conservation and restoration are critical to combat both the biodiversity and climate crises. There is increasing interest in implementing effective multifunctional grassland restoration to restore biodiversity concomitant with above- and belowground carbon sequestration, delivery of carbon credits and/or integration with land dedicated to solar panels. Other common multifunctional restoration considerations include improved forage value, erosion control, water management, pollinator services, and wildlife habitat provisioning. In addition, many grasslands are global biodiversity hotspots. Nonetheless, relative to their impact, and as compared to forests, the importance of preservation, conservation, and restoration of grasslands has been widely overlooked due to their subtle physiognomy and underappreciated contributions to human and planetary well-being. Ultimately, the global success of carbon sequestration will depend on more complete and effective grassland ecosystem restoration. In this review, supported by examples from across the Western world, we call for more strenuous and unified development of best practices for grassland restoration in three areas of concern: initial site conditions and site preparation; implementation of restoration measures and management; and social context and sustainability. For each area, we identify the primary challenges to grassland restoration and highlight case studies with proven results to derive successful and generalizable solutions.
Die vorliegende Abschlussarbeit befasst sich mit der Arbeitsweise des Building Information Modeling (BIM) in der Landschaftsarchitektur und der Untersuchung von Modellierungsop-tionen für Vegetationsobjekte. Wenngleich Vegetation einen wesentlichen Bestandteil der Planung von Außenanlagen darstellt, gibt es für den allgemeinen Umgang mit Bepflanzung in BIM bisher noch keine ausgereiften Konzepte. Insbesondere die Planung von Stauden-flächen wird in digitalen Modellen bisher kaum thematisiert. Es fehlen darüber hinaus allge-meine Workflows, um die Bepflanzungsplanung in den Prozess des Building Information Modeling zu integrieren. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung von exemplarischen Arbeitsab-läufen für das Aufgabenfeld der Bepflanzungsplanung innerhalb der 3D-Modellierungssoft-ware Autodesk Revit. Um die Potentiale des Programms bestmöglich zu nutzen, werden zudem die visuellen Programmierwerkzeuge des Softwaremoduls Dynamo verwendet. Die in Dynamo entwickelten benutzerdefinierten Tools ergänzen die Standardfunktionen von Revit und können für spezifische Modellierungsaufgaben wiederholt zum Einsatz kommen. Zum einen basiert die Modellierung in Revit auf den BIM-Grundlagen der Fertigstellungsgrade und Anwendungsfälle. Zum anderen soll durch das Modell ein automatisiertes Ableiten von Bepflanzungsplänen ermöglicht werden. Eine Analyse spezialisierter Softwareprodukte für die ‚Grüne Branche‘ gibt Aufschluss über die möglichen Funktionen der zu erstellenden Skripte in Dynamo. Der Workflow in Revit wird an einem Beispielprojekt veranschaulicht. Anhand eines Entwurfes für die Außenanlagen des Wohnkomplexes ‚Charlie Living‘ in Berlin wird somit ein vereinfachtes Modell angefertigt. Das Vegetationsmodell wird sukzessive für die Fertigstellungsgrade 100 bis 300 detailliert und enthält Bepflanzungselemente für Bäume, Hecken, Stauden und Pflanzflächen. Die Vegetationselemente werden mit zusätzlichen alphanumerischen Daten versehen und abschließend in einem Bepflanzungsplan dargestellt. Der Modellierungsprozess wird insgesamt mit zehn verschiedenen benutzerdefinierten Dynamo-Tools unterstützt und automatisiert. Anhand des Modellierungserfolges konnte eine generelle Eignung der BIM-Software Revit für die Anforderungen der Bepflanzungsplanung festgestellt werden. Die dargelegten Workflows in dieser Abschlussarbeit könnten demnach auch für das Modellieren von Vegetationsobjekten in anderen BIM-Projekten mit vergleichbarer Software Anwendung finden.
1. Flower strips are a fundamental part of agri-environment schemes (AESs) introduced by the European Union to counteract the loss of biodiversity and related ecosystem services in agricultural landscapes. Although vegetation composition of the strips is essential for most fauna groups, comprehensive studies analysing vegetation development and influencing factors are rare.
2. From 2017 to 2019, we investigated the vegetation composition of 40 perennial wildflower strips (WFSs) implemented in 2015 or 2016, and 20 cereal fields without WFS across Saxony-Anhalt, Germany. We analysed environmental factors on plot (cover of grasses, shading, soil fertility) and four landscape-scale levels (habitat diversity, proportion of WFS and open habitats). The provision of nectar and pollen resources was estimated by the newly developed Pollinator Feeding Index (PFI). All strips had been implemented by farmers as AES with species- rich seed mixtures comprising 30 native forbs.
3. In all study years, forb species richness, cover and related nectar and pollen supply were much higher on WFSs than on controls, confirming the effectiveness of this AES. Although sown native forbs contributed the most to the high PFI values, spontaneously established forbs expanded the total range of species considerably, especially in winter and spring. While sown forb communities remained similar over time, spontaneous forbs showed a higher species turnover. Altogether, shading and grass cover had the greatest negative effect on the performance of the sown forbs. Landscape variables had only minor effects and were inconsistent in their importance across scale levels and years.
4. Synthesis and applications. Successfully established perennial wildflower strips (WFSs) sown with species-rich native seed mixtures provided a forb-rich and diverse vegetation throughout the AES funding period of 5 years. By supplying feeding resources for pollinators under various landscape situations, WFSs have significant potential to promote farmland biodiversity and related ecosyste services. We recommend the mandatory use of species-rich wildflower mixtures for perennial flower strips and to avoid their creation in heavily shaded field edges. Advisory services for farmers are necessary to prevent failures in WFS implementation and management and to improve their ecological effectiveness.
Diet can influence healthy aging through anti- or proinflammatory effects, partly by modulating the gut microbiome composition. This study investigated the relationships between the Dietary Inflammatory Index (DII), the gut microbiome, and nutritional status in elderly individuals. Methods: This cross-sectional analysis included 114 home-dwelling individuals aged over 70 years. The Energy-adjusted DII (E-DII) was calculated from 3-day food diaries, and blood samples were taken to measure micronutrient status, glucose, and lipid metabolism. Body composition was assessed using bioimpedance, and fecal gut microbiome composition was analyzed through 16S rRNA gene sequencing. The participants were categorized into maintaining an anti-inflammatory diet (AD) and a pro-inflammatory diet (PD) based on the median E-DII score. The associations of E-DII groups with blood markers and microbial diversity and composition were examined using the analysis of covariance, permutational analysis of variance, and multivariate linear models. Results: The AD (n = 57, 76 ± 3.83 years) and PD (n = 57, 75 ± 5.21 years) groups were similar in age but differed in sex distribution, with a higher proportion of females in the AD group (p = 0.02). When compared to the PD group and adjusted for sex, the AD group had a lower body mass index, fat mass, fasting insulin level, HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance), fasting triglycerides, and serum uric acid concentration (all p < 0.05), with higher concentrations of high-density lipoprotein, red-blood-cell folate (RBC), and Omega-3 index (all p < 0.05). While the microbial diversity and composition did not differ between the DII groups, folate concentrations were negatively associated with Agathobacter and positively associated with Bacteroides abundance (both q = 0.23). Lower uric acid concentrations were associated with a higher abundance of Bifidobacterium (q = 0.09) and lower abundance of Phocaeicola (q = 0.11). Discussion: The study suggests that following an anti-inflammatory diet is associated with improved nutritional status in the elderly. Dietary blood markers, rather than E-DII, were found to be associated with the gut microbiome, suggesting a potential link between the microbiome and changes in nutritional markers independent of diet. Further studies are needed to explore the causal relationship between dietary inflammatory potential, gut microbiome, and healthy aging.
Advances in high-throughput DNA sequencing have propelled research into the human microbiome and its link to metabolic health. We explore microbiome analysis methods, specifically emphasizing metabolomics, how dietary choices impact the production of microbial metabolites, providing an overview of studies examining the connection between enterotypes and diet, and thus, improvement of personalized dietary recommendations. Acetate, propionate, and butyrate constitute more than 95% of the collective pool of short-chain fatty acids. Conflicting data on acetate’s effects may result from its dynamic signaling, which can vary depending on physiological conditions and metabolic phenotypes. Human studies suggest that propionate has overall anti-obesity effects due to its well-documented chemistry, cellular signaling mechanisms, and various clinical benefits. Butyrate, similar to propionate, has the ability to reduce obesity by stimulating the release of appetite-suppressing hormones and promoting the synthesis of leptin. Tryptophan affects systemic hormone secretion, with indole stimulating the release of GLP-1, which impacts insulin secretion, appetite suppression, and gastric emptying. Bile acids, synthesized from cholesterol in the liver and subsequently modified by gut bacteria, play an essential role in the digestion and absorption of dietary fats and fat-soluble vitamins, but they also interact directly with intestinal microbiota and their metabolites. One study using statistical methods identified primarily two groupings of enterotypes Bacteroides and Ruminococcus. The Prevotella-dominated enterotype, P-type, in humans correlates with vegetarians, high-fiber and carbohydrate-rich diets, and traditional diets. Conversely, individuals who consume diets rich in animal fats and proteins, typical in Western-style diets, often exhibit the Bacteroides-dominated, B-type, enterotype. The P-type showcases efficient hydrolytic enzymes for plant fiber degradation but has limited lipid and protein fermentation capacity. Conversely, the B-type features specialized enzymes tailored for the degradation of animal-derived carbohydrates and proteins, showcasing an enhanced saccharolytic and proteolytic potential. Generally, models excel at predictions but often struggle to fully elucidate why certain substances yield varied responses. These studies provide valuable insights into the potential for personalized dietary recommendations based on enterotypes