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Rolle von Epoxyden und Nitrosaminen bei der Tumorgenese des menschlichen Gastrointestinaltraktes und der Leber

Beanspruchung des arbeitenden Menschen durch mechanische Schwingungen auf landwirtschaftlichen Schleppern und Arbeitsmaschinen

Die langjaehrige Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen fuehrt zu chronischen Schaeden der Wirbelsaeule und des Magens. Kurzfristig ergeben sich Minderung der Arbeitsleistung und -qualitaet. Verfahren der Schwingungsminderung und -daempfung muessen im Hinblick auf veraenderte Beanspruchung bewertet werden. Massnahmen zur Gestaltung von Schleppern und anderer Arbeitsmittel sind zu konkretisieren. (Das Vorhaben befindet sich im ersten Planungsstadium.)

Quantitative Risikoabschaetzung fuer drei kanzerogene Stoffe in Altlasten

Die komplexe Risikosituation durch Altlasten wird zum einen durch die Vielzahl der moeglichen Schadstoffe und zum anderen durch die grosse Zahl moeglicher Expositionspfade bestimmt, auf denen die Schadstoffe zum Menschen gelangen koennen. Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht in der Abschaetzung gesundheitlicher Risiken, die durch polyaromatische Kohlenwasserstoffe (insbesondere Benzo(a)pyren), kanzerogene Schwermetalle (Cadmium oder Arsen) und Benzol verursacht werden. Neben der Toxizitaetsbeurteilung der einzelnen Stoffe ist die Expositionsabschaetzung Teil der Risikoabschaetzung. Letztere bildet den Arbeitsschwerpunkt und soll unter Benutzung typischer Verfahrensweisen des 'Health Risk Assessment' angestrebt werden. Dies bedeutet eine Zerlegung der Belastungssituation in ueberschaubare und berechenbare Teilaspekte. Darauf aufbauend laesst sich dann zB die Belastung ueber bestimmte Aufnahmepfade (Lunge, Magen-Darmtrakt, Haut) oder die Gesamtbelastung ermitteln.

Untersuchungen der belebten und der unbelebten Umgebung des Menschen auf Helicobacter pylori

Helicobacter pylori ist ein Bakterium, das bei vielen Menschen mit Magenproblemen in der Magenschleimhaut gefunden wird; dieser Erreger wird verdaechtigt, fuer Schleimhautentzuendungen, Geschwuere und Tumoren verantwortlich zu sein. Man weiss bis zum heutigen Tage nicht, ob der Keim in Haustieren und deren Produkten vorkommt, wie die Uebertragungsmechanismen sind. Die Untersuchungen sollen diese Fragen klaeren. Zwischenergebnisse: Schweine sind nicht Traeger und Uebertraeger; die Untersuchungen an Hunden und Hauskatzen sind noch nicht abgeschlossen. Tierische Produkte: es kann nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden, dass Uebertragungen moeglich sind.

Aufklärung von Biotransformationswegen und von Mechanismen gentoxischer Wirkungen

Die Erkennung gesundheitlicher Risiken durch gentoxische Stoffe, die als Lebensmittelinhaltstoffe oder als Umweltkontaminanten Bedeutung haben, ist die Voraussetzung für Risikobewertung und Prävention. Bei Umweltkontaminanten gilt unser Interesse polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einer sogenannten Fjordregion, die besonders potente Kanzerogene darstellen. Außerdem interessieren uns Fullerene, die im Ruß vorkommen und deren biologische Wirkung bisher nur wenig untersucht ist. Das aus beruflicher Belastung durch bestimmte Nitrosamine potentiell gesundheitliche Risiko wird im Modellversuch untersucht. Schließlich beschäftigen wir uns mit der Toxikologie bestimmter a,b-ungesättigter Alkenale, die als Lebensmittelinhalts- und -Zusatzstoffe in z.T. beachtlichen Konzentrationen (bis 30 mg/kg) in Lebensmitteln vorkommen. Metabolische Veränderungen, die fremde Stoffe im Körper erfahren, beeinflussen ganz wesentlich deren Wirkung. Zur Aufklärung einzelner aktivierender oder entgiftender Stoffwechselwege werden transgene Säugerzellen eingesetzt, die bestimmte Enzyme (CYP) stabil exprimieren. Zusätzlich wird der Leberstoffwechsel mit Hepatozyten und Zellfraktionen (Mitochondrien, Mikrosomen) simuliert. Metabolite werden über GC/MS identifiziert und quantifiziert. Die gentoxische/mutagene Potenz von Ausgangsverbindungen und Metaboliten wird in-vitro an Säuger-Zellinien (z.B. humane Colonzellen) oder an primären Zellen (z.B. aus Gastrointestinaltrakt von Ratte/ Mensch) sowie in-vivo an der Ratte und ex-vivo an humanen Blutzellen geprüft. Gemessen werden: Gentoxizität in transfizierten Bakterien (Induktion von SOS-Repair), Mutagenität in Säugerzellen (HPRT-Test), Induktion von DNA-Schäden mittels Mikrogelelektrophorese und die Entstehung vonDNA-Addukten mittels 32P-Postlabelling-Verfahren. Zusätzlich werden zytotoxische Effekte (einschließlich Membranschäden und Apoptose-Induktion) in Zellkulturen erfasst.

Nachweis subletaler Veraenderungen bei Aalen und anderen Fischen unter dem Einfluss von organischen Chemikalien

Untersuchungen zu subletalen Wirkungen niederer Konzentrationen von Schadstoffen, die 1986 nach dem Lagerbrand in Basel das Fischsterben im Rhein verursachten. Ziel: (1) Erfassung der Reaktion von Fischen auf sehr niedrige, umweltrelevante Schadstoffkonzentrationen, (2) biologische Erklaerung des Fischsterbens 1986 (3) Besonderheiten des Aals in der Reaktion auf Schadstoffe, und (4) Korrelation zwischen strukturellen und funktionellen schadstoffinduzierten Veraenderungen. Erfassung struktureller und funktioneller Parameter in Leber, Niere, Kiemen , Darm und Milz von Aal, Regenbogenforelle, Goldorfe und Zebrabaerbling. Untersuchte Pestizide: Atrazin, Endosulfan, Lindan, Disulfoton und Dinitro-o-kresol in Einzel- und Kombinationsexperimenten.

Evolution und Biogeographie der benthischen Tiefseefauna des Ostpazifiks (Expedition SO 158)

Während der Tiefsee-Expedition SO 158 mit F.S 'Sonne' in das Gebiet zwischen Galapagosspreizungszentrum und -plattform sollen bodenlebende Meeresorganismen gesammelt werden. Die Auswertung wird sich auf die Schlüsselgruppen Kinorhyncha, Loricifera, Copepoda, Brachiopoda und Porifera konzentrieren, die nach den Erfahrungen bei früheren Tiefsee-Expeditionen in genügend hoher Anzahl im Weichboden und auf Steinen zu erwarten sind. Die großräumige Variabilität von Tiefsee-Tiergemeinschaften im Ostpazifik soll untersucht werden, um Aussagen über das Verbreitungsareal von Tierarten in der Tiefsee und über den Einfluß von geomorphologischen Strukturen wie dem Spreizungszentrum treffen zu können. Außerdem sollen potentielle Anpassungen (Sinnesorgane, endosymbiontische Bakterien in Darm oder Integument?) an das Leben in der Tiefsee bei den mikroskopischen Kinorhyncha und Loricifera ultastrukturell geprüft werden. Elektronenmikroskopische Arbeiten bei Kinorhyncha, Loricifera und Brachiopoda tragen zudem dazu bei, die Evolution dieser Tiergruppen besser zu verstehen.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt B03: Evolution von Protisten in extrem wasserlimitierten Gebieten

Einzellige Eukaryonten sind ideale Modellorganismen, die mit evolutionären Prozessen assoziierter Organismengruppen über unterschiedliche Zeitskalen, sogar über geologischer Zeiträume hinweg, kombiniert werden können. Mittels moderner molekularer und bioinformatischer Methoden sowie Kultivierungs- und Isolationstechniken sollen evolutionäre, insbesondere co-evolutionäre Prozesse von Populationen/Arten im ariden Lebensraum untersucht werden. Primäres Ziel ist es, populationsgenetische Diversitätsmuster symbiontischer Protisten, welche im Darm endemischer Insektenpopulationen vorkommen und zum Großteil genetisch separiert sind, im Zusammenhang mit den Wirtspopulationen zu untersuchen (B02). Darüber hinaus gilt es die genetische Struktur der Protistenpopulationen, welche mit einem bestimmten Microbiom (z. B. Rhizosphäre/Phyllosphäre; B04) assoziiert sind, im Zusammenhang mit dem Boden (B05) und der 'Wirts'-Pflanze (B01) zu analysieren, wobei die fragmentierten Salare in der Atacama von gesondertem Interesse sind.

Pseudoallergische Reaktionen auf Pharmaka und Nahrungsmittelzusatzstoffe

In Vivo und in vitro Verabreichung von Nahrungsmittelzusatzstoffen (Tartrazin, Gelborange, Amaranth, Benzoesaeure, Sorbinsaeure, Na-Disulfit, K-Disulfit, Glutamat) und von Nahrungsmitteln (Ei, Milch, Nuesse, Fisch, Rohkost, Fleisch, Mehlsorten) an Patienten mit Verdacht auf entsprechende Unvertraeglichkeiten. Symptome: Kopf- und Bauchschmerzen, Asthma, Rhinitis, Diarrhoe, Urticaria, anaphylaktischer Schock. Mit Hilfe der in vitro Provokationen werden Korrelationen zwischen Mediatorenprofilen und der klinischen Symptomatologie hergestellt. Ziel der Untersuchung: Etablierung eines validen, nicht invarsiven, den Patienten nicht gefaehrdenden diagnostischen Verfahrens zur Objektivierung der nahrungsmittelinduzierten pseudoallergischen Reaktionen.

Biomonitoring Feldhasen (mikroplastikebh)

Zielsetzung: Seit Jahren sind Feldhasenbestände europaweit rückläufig. Langfristiges pathologisches Monitoring brachte Hinweise auf Fremdpartikel in Mesenteriallymphknoten und Störung der Darmflora mit Ausbildung einer Enteritis. Eine Erklärung hierfür ausschließlich durch diverse Pathogene war nicht möglich. Daraus entstehende Fragen über Belastung des Feldhasen in unterschiedlichen Regionen mit Mikroplastik bzw. toxikologischen organischen Schadstoffen sollen untersucht werden. Hierfür sollen in einer ersten Studie nach pathologischer Bearbeitung und Probennahme eine non-target LC-MS/MS auf endogene Substanzen, Industriechemikalien, Pestizide und Pharmazeutika durchgeführt werden. Eine Metallanalytik wird mittels ICP-MS durchgeführt, ebenso eine chemische Charakterisierung von organischen Partikeln (größer als 5 Mikro m) mittels FT-IR Spektroskopie & Imaging. Als Probenmaterial hierfür werden von frischtoten Feldhasen aus verschiedenen Populationen Blut, Urin, Kot, Dünndarm und Darmlymphknoten entnommen in speziell gereinigte Glasgefäßen verbracht und bis zur weiteren Untersuchung tiefgefroren. Der pathohistologische Fokus liegt auf dem Ausschluss von Darmpathogenen und morphologischen Veränderungen im Verdauungstrakt. Ziel der Studie ist es eine mögliche Belastung von Feldhasen durch 'Umwelttoxine' bzw. Mikroplastik zu erheben, mögliche geografische Unterschiede, ebenso wie Auswirkungen auf die jeweiligen Populationen zu evaluieren. Bedeutung des Projekts für die Praxis: Das Projekt soll dazu beitragen, Hinweise auf Umweltbelastung von Feldhasen als 'Bioindikator' zu erhärten/zu widerlegen und eine der Ursachen für den europaweiten Rückgang dieser Spezies zu evaluieren.

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