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Untersuchung der Wirkungen einmaliger, mehrfacher und chronischer Teil- und Ganzkoerperbestrahlung durch ext. Und int. Strahlenquellen auf die Blutzellbildung unter bes. Beruecksicht. Des Stammzellsystems

Es ist die Aufgabe des Forschungsvorhabens, einen Beitrag zu leisten zur Pathophysiologie der Einwirkung ionisierender Strahlen auf den menschlichen Organismus. Dabei werden tierexperimentelle Untersuchungen durchgefuehrt, die das Ziel haben, das Stammzellsystem im Knochenmark und Blut als Indikator fuer Strahlenbelastungen zu verwenden, um insbesondere die Regenerationsfaehigkeit des Organismus nach Strahlenbelastung abzuschaetzen. Darueber hinaus ist es die Aufgabe, des Vorhabens, die Wechselbeziehungen zwischen dem Organismus und dem Strahlenfeld zu untersuchen und Frueh- und Spaetschaeden zu erforschen. Weiterhin ist es die Aufgabe des Vorhabens, therapeutische Massnahmen bei akuter Strahlenbelastung zu entwickeln, die das Ziel haben, die Knochenmarkregeneration durch die Transfusion von Stammzellen zu restaurieren. Die Grundlagenforschungserkenntnisse werden auf die Verhaeltnisse beim Menschen angewandt. Dort ist es die Aufgabe, durch Chromosomenuntersuchungen Strahlenbelastungen festzustellen und zu pruefen, inwieweit Blutstammzelluntersuchungen als Indikator fuer Strahlenbelastungen herangezogen werden koennen. Weiterhin wird die Therapie von Knochenmarkversagenszustaenden durch ionisierende Strahleneinwendung unter Verwendung von Stammzelltransplantationen untersucht.

Untersuchungen zur spezifischen Schaedlichkeit von Grubenstaeuben aus dem deutschen und europaeischen Steinkohlenbergbau

Die spezifische Schaedlichkeit von Steinkohlegrubenstaeuben ist neben der Staubbelastung der Bergleute die wesentlichste Einflussgroesse fuer das Risiko einer Pneumokoniose-Erkrankung. Die wechselnden Krankheitserscheinungen haengen in erster Linie von der Zusammensetzung der Mineralstaeube und von der Beschaffenheit der Quarzpartikel ab. Zelltoxisch wirksam ist nur die unverwachsene nichtmaskiertefreie Quarzoberflaeche. Zu ihrer Bestimmung werden phasenkontrastmikroskopische, elektronenmikroskopische, Esca- und Auger-Untersuchungen durchgefuehrt und mit einem neu entwickelten Mess- und Auswerteverfahren die Abhaengigkeit der Oberflaechenaciditaetsverhaeltnisse von der LDH-Zytotoxizitaet bestimmt. Darueber hinaus wird die Beeinflussung der Oberflaechenaciditaet durch die Anionengehalte insbesondere durch Sulfat und der Einfluss nicht lagerstaettentypischer hydraulischer Baustoffmaterialien untersucht.

Wirkung ionisierender Strahlen auf Zellen, Organe und Tiere

Bestrahlung von Tieren (Maeusen), Zellen und Organen mit Roentgenstrahlen. Untersuchung des Wachstums der Tiere sowie bestimmter Funktionen der Organe nach Bestrahlung sowie Untersuchung des Verhaltens von Saeugetierzellen. Untersuchung an isolierten Organen nach Einwirkung von Roentgenstrahlen.

Biologische Wirkung beschleunigter schwerer Ionen

Die Wirkung beschleunigter schwerer Ionen (bis zu Uranionen) mit spezifischen Energien bis zu 10 MeV/u wird an Hefezellen untersucht. Es kommen hierbei sowohl feuchte als auch trockene Systeme zum Einsatz. Die untersuchten Parameter sind Ueberlebensverhalten sowie biochemische zellulaere Veraenderungen.

Vergleich zyto- und gentoxischer Wirkungen des Abgaspartikulats von verschiedenen Dieselfahrzeugen bei Betrieb mit fossilem Brennstoff und Rapsoelmethylester (Biodiesel)

Dieselmotoremissionen (DME) haben sich bei Verbrennung fossiler Kraftstoffe als mutagen erwiesen. Die Karzinogenitaet wurde von der IARC im Tierversuch als gesichert (sufficient evidence) und fuer den Menschen als wahrscheinlich (limited evidence) eingestuft. In unseren Studien werden die DME beim Betrieb von PKW und Traktoren mit Rapsoelmethylester (RME) und herkoemmlichem Dieselkraftstoff (DK) untersucht. Das filtergesammelte Abgaspartikulat wird schonend extrahiert, mit HPLC auf PAH analysiert und im direkten Vergleich zwischen RME und DK im AMES-Test auf seine mutagenen Eigenschaften und im Neutralrot-Test auf Zytotoxizitaet untersucht. In den bisher durchgefuehrten Versuchen waren die Filterextrakte bei RME-Betrieb trotz hoeherer absoluter Masse in fast allen Laststufen und Fahrzyklen deutlich weniger mutagen als die DK-Extrakte. Dies ist wahrscheinlich auf die niedrigere PAH-Konzentration im Abgas bei RME-Betrieb zurueckzufuehren. Sollte sich bestaetigen, dass RME-Abgase eine niedrigere mutagene Potenz aufweisen als DK-Abgase, so muss ein Ersatz von DK durch RME beim Betrieb von Dieselfahrzeugen an besonders kritischen Arbeitsplaetzen (in Hallen, unter Tage) und anderen Stellen (z.B. Taxis und Busse in Innenstaedten) diskutiert werden.

Untersuchung zur in vivo-Wirkung von Zearalenon auf funktionelle Parameter ovarieller, Eileiter- und endometrialer Zellen beim Schwein

Mykotoxine sind Metaboliten des Sekundärstoffwechsels mikroskopisch kleiner Pilze, vor allem der Gattung Aspergillus, Penicillium und Fusarium. In bestimmten Konzentrationen wirken sie toxisch für Mensch, Tier und Pflanze. Die als Feldpilze bekannten Fusarien bilden Mykotoxine (Trichothezen und Zearalenon) zum Teil schon während der Wachstums- und Reifungsphase des heimischen Futtergetreides und beim Mais. Trichothezen (Deoxynivalenol, DNO) übt eine zytotoxische Wirkung aus, indem es die Protein- und DNA-Synthese hemmt. Aufgrund seiner hohen Zytotxizität greift die Substanz an verschiedenen Systemen des Körpers ein, so dass infolge einer Abwehrschwäche Fruchtbarkeitsstörungen (Unfruchtbarkeit, Umrauschen), Aborte, Totgeburten und mimifizierte Früchtte sowie Uterusatrophie bei Sauen insbesondere bei Jungsauen aufgetreten sind. Im Gegensatz dazu sind die Zearalenone nicht toxisch. Ihre Aktivität im Tier besteht in einer östrogenen Wirkung, die zu Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und zu Fruchtbarkeitsstörungen beim Schwein führen. Ein Einfluss von Mykotoxin auf die Fruchtbarkeit wurde bisher weitgehend nach Fütterung von mykotoxin-haltigen Futtermitteln beobachtet. Grundlagenerkenntnisse über direkte negative Einflüsse von Mykotoxinen auf die Fruchtbarkeit können mit Hilfe von Untersuchungen mittels In-vitro-Kultivierung von Eizellen und Embryonen, ovariellen und uterinen Zellen gewonnen werden. Die physiologische Aktivität der genannten Zelltypen des weiblichen Reproduktionstraktes kann über funktionelle Tests gemessen werden, die ihrerseits darüber Auskunft geben, in welchem Maße die Leistungen dieser Zellen bzw. Embryonen störanfällig gegenüber Zearalenon und Trichothezen sind.

Einwirkung elektrischer und elektromagnetischer Felder auf Zellen und Organismen

Es handelt sich einmal um die Messung der passiven elektrischen Eigenschaften von Zellen und von Gewebe. Diese Daten werden benoetigt, um Aussagen ueber die Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit biologischen Zellen und Organismen zu machen. Bisher wurden Leitfaehigkeitsmessungen an Zellsuspensionen (Erythrocyten, Ascitestumorzellen) und an Zytoplasmafraktionen durchgefuehrt, sowie die elektrische Messungen mit Hilfe von intrazellulaeren Elektroden an Einzelzellen. Zum anderen werden biophysikalische Modellvorstellungen im Hinblick auf die biologischen Wirkungen nicht-ionisierender Strahlen auf den Menschen entwickelt. Insbesondere sind bisher Modellrechnungen ueber die feldbedingte Erzeugung von Aktionspotentialen an erregbaren Zellen, sowie ueber die Einwirkung elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf das Zentralnervensystem des Menschen durchgefuehrt worden.

Bewertung der Auswirkungen von neu auftretenden schädlichen Algenblüten Arten in der Ostsee, Schädliche Effekte Fisch und Mensch

Theorie der Schaedigung von Einzelzellen, Geweben und Populationen durch externe Einfluesse

Kontinuierliche Kulturen; Strahlenschaeden; Systemtheorie.

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.

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