Wirbeltiere sind mit einer großen Zahl von Mikroorganismen assoziiert. Diese mikrobiellen Gemeinschaften tragen um Größenordnungen mehr Gene als ihre Wirte und erfüllen Funktionen, die im Genom des Wirts nicht kodiert sind. Der Magen-Darmtrakt zeichnet sich durch ein sehr diverses Mikrobiom aus. Beim Menschen wird eine verminderte mikrobielle Vielfalt im Darm mit vielen Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Autoimmunerkrankungen, Diabetes und Fettleibigkeit. Über die Beziehung zwischen Darmmikroben und Gesundheit in wild lebenden Wirbeltierpopulationen ist jedoch nur wenig bekannt, da dort eine höhere genetische Variation und eine ausgeprägte Umweltheterogenität die Auswirkungen des Darmmikrobioms auf den Wirt modulieren oder sogar überlagern können. Diese große Lücke in unserem Wissen über die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Mikrobiom behindert unser Verständnis von Widerstandsfähigkeit und Anpassung von wild lebenden Tieren an den Klimawandel. In diesem Projekt untersuchen wir die antarktischen Pelzrobben und wollen verstehen wie sich Veränderungen im Darmmikrobiom der Tiere auf die Fitness von unterschiedlichen Wildpopulation auswirken. Als Steuergröße wird das verringerte Nahrungsangebot für einige Wildpopulationen genutzt, dass sich durch den Klimawandel in manchen Regionen der Antarktis ergeben hat. Entsprechend untersuchen wir zwei interagierende Umweltstressoren - Nahrungsbeschränkung und soziale Dichte. Das Projekt konzentriert sich auf das kritische Entwicklungszeitfenster zwischen der Geburt und der Ernährungsunabhängigkeit und wird die Auswirkungen wichtiger intrinsischer und extrinsischer Faktoren auf das Darmmikrobiom und sein Zusammenspiel mit mehreren fitnessrelevanten Phänotypen wie Wachstum, Überleben, Stresshormonspiegel, Immunfunktion und Genexpression aufklären. Darüber hinaus wird ein kürzlich entwickelter Einzelnukleotid-Polymorphismus-Array eine robuste Bewertung der modulierenden Auswirkungen des Wirtsgenotyps ermöglichen, einschließlich der vererbbaren genetischen Variation und der genetischen Qualität, ausgedrückt als Inzucht und immunogenetische Vielfalt. Wir stellen die Hypothese auf, dass eine geringere Nahrungsverfügbarkeit die mikrobielle Vielfalt im Darm verringert und die Prävalenz mukolytischer und proinflammatorischer Taxa erhöht, was sich negativ auf die Fitness des Wirts auswirkt. Diese Auswirkungen könnten bei Individuen mit schlechter genetischer Qualität besonders ausgeprägt sein, da diese weniger effektiv in der Lage sind, schädliche Mikroben zu bekämpfen, und dies auch unter stressigen Bedingungen mit hoher Dichte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die Kombination von phänotypische Parametern der Individuen mit mikrobiellen Daten, erstmals mechanistische Einblicke in die Wirts-Mikroben-Interaktionen einer Wildtierart möglich werden, was Vorhersagen über langfristige Populationstrends und das Management des empfindlichen Ökosystems des Südlichen Ozeans ermöglicht.
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.)
Bei niedriger Temperatur wird die Verdauung von Pflanzenmaterial erschwert. Die als Pflanzenfresser beschriebenen Insekten der antarktischen Inseln sind auf ihre Kaelte-Auffassung (bzw. Auffassung ihrer Verdauungsenzyme) zu untersuchen.
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.
Es ist eine Symbiose von chemoautotrophen Bakterien mit Invertebraten gefunden worden, d.h. Bakterien leben im Gewebe der Wirte (z.B. Muschelkiemen oder Wurmgewebe das dem Chloragog entspricht), fixieren Carbondioxid zur Synthese von organischer Substanz und oxidieren Sulfid. Sie ermoeglichen es dem Wirt somit, den Magen-Darm-Trakt voellig zu reduzieren bis in einigen Vertretern keine Spur davon mehr vorhanden ist. Die Verbreitung dieser Symbiose, ihre Bedeutung fuer die Oekologie und die Erforschung von Nahrungsketten wird mit biochemischen Methoden untersucht. Sie scheint viel verbreiteter zu sein als zunaechst angenommen und wird bedeutende Erkenntnisse ueber Ueberlebensweisen von Tieren liefern.
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.
Tierexperimentelle Arbeiten ueber Strahlenspaetschaeden an Leber und Magen-Darmtrakt. 1) Strahlenbedingter Leberkarzinom. 2) Strahlenbedingte Gefaessschaeden am Magen und Darm. 3) Strahlenspaetschaeden am Dickdarm des Menschen. 1) und 2) sind tierexperimentelle Untersuchungen. 3) sind bioptische Untersuchungen.
Im Zusammenhang mit Versuchen zur Wiederverwertung von an Schlachthoefen anfallenden Schweinemageninhalt, soll das parasitologische Risiko ermittelt werden, das bei einem Recycling fuer die Umwelt entsteht. Stichproben werden durch Sedimentation-Flotations-Verfahren und Kultivierung auf Geschlechtsprodukte und Ueberlebensstadien von Helminthen und Protozoen untersucht. Bisher wurden in 300 untersuchten Proben bei etwa 10 Prozent Eier von Magendarmstrongyliden und bei 4 Prozent Eier von Askariden, sowie bei 1 Prozent weitere Helmintheneier und bei 4 Prozent Eier von als 1 Prozent Protozoenzysten nachgewiesen. Es ist geplant, die Ueberlebens-, Entwicklungs- und Ansteckungsfaehigkeit der im Schweinemageninhalt gefundenen Stadien zu untersuchen, um eine Aussage ueber ein Ansteckungsrisiko bei Weiterverfuetterung machen zu koennen.
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.
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