@phdthesis{Kurlbaum2011,
  author    = {Kurlbaum, Max},
  title     = {Verteilungsvorg{\"a}nge und Metabolismus ausgew{\"a}hlter Verbindungen eines standardisierten Kiefernrindenextraktes in menschlichem Blut},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64794},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Sekund{\"a}re Pflanzenstoffe zeichnen sich wegen ihrer heterogenen Zusammensetzung und großen Strukturvariabilit{\"a}t durch eine komplexe Pharmakokinetik aus. Wissen um die Pharmakokinetik ist wiederum f{\"u}r die Beurteilung von pharmakodynamischen Prozessen unabdingbar. Ziel dieser Arbeit war es durch die Bestimmung wichtiger pharmakokinetischer Parameter zur Erweiterung des Verst{\"a}ndnisses um die Verteilung von verschiedenen Bestandteilen und Metaboliten eines standardisierten Extraktes der franz{\"o}sischen Meereskieker (pinus pinaster) im menschlichen K{\"o}rper beizutragen. Es erfolgte zun{\"a}chst, unter Verwendung zweier verschiedener Methoden, die Bestimmung der Plasmaproteinbindung dieser Substanzen. Hierbei fand eine affinit{\"a}tschromatographische Methode mit immobilisiertem Albumin Anwendung. Die Flavonoide Taxifolin, (+)-Catechin sowie das Catechindimer Procyanidin B1 zeigten eine, aufgrund der vorliegenden Polyphenolstruktur der Substanzen gut erkl{\"a}rbare ausgepr{\"a}gte Bindung, w{\"a}hrend f{\"u}r Kaffes{\"a}ure, Ferulas{\"a}ure und ein δ-(3,4-Dihydroxyphenyl)-γ-valerolacton (Metabolit M1), das in vivo als Metabolit aus(+)-Catechin gebildet wird, eine wesentlich geringere Affinit{\"a}t zu Albumin ermittelt werden konnte. Desweiteren kam eine Filtrationsmethode zur Anwendung, die durch Abtrennung der Proteine aus dem Plasma eine Bestimmung der Bindung erm{\"o}glichte. Um die in Vorversuchen gezeigte ausgepr{\"a}gte unspezifische Bindung der Flavonoide (+)-Catechin und Taxifolin an Membran- und Gef{\"a}ßoberfl{\"a}chen zu minimieren wurde eine Vorbehandlung der Membranen vorgenommen. Die Resultate beider Methoden zeigten eine gute {\"U}bereinstimmung, ausgenommen der bei der Ultrafiltration erhaltenen geringen Proteinbindung des Procyanidin B1. Auch die Ultrafiltrationsmethode ergab f{\"u}r Taxifolin und (+)-Catechin eine beinahe vollst{\"a}ndige Bindung. F{\"u}r die Phenolcarbons{\"a}uren Ferulas{\"a}ure und Kaffees{\"a}ure sowie den Metaboliten M1 hingegen ergaben sich geringere Affinit{\"a}ten so dass die Ergebnisse der affinit{\"a}tschromatographischen Methode best{\"a}tigt und durch die Verwendung von zwei verschiedenen unabh{\"a}ngigen Bestimmungsans{\"a}tzen eine gesteigerte Aussagekraft der Resultate erreicht werden konnte. Eine weitere Erg{\"a}nzung der Aufkl{\"a}rung des pharmakokinetischen Profils erfolgte durch die Ermittlung der Verteilung dieser Substanzen zwischen Plasma und verschiedenen Blutzellen. Insbesondere f{\"u}r den Metaboliten M1 zeigte sich bei einigen der Versuche eine ausgepr{\"a}gte Affinit{\"a}t zu Erythrozyten und mononukle{\"a}ren Zellen. Ob diesem Ph{\"a}nomen m{\"o}glicherweise aktive Transportmechanismen zu Grunde lagen sollte durch weiterf{\"u}hrende Betrachtungen gekl{\"a}rt werden. Die Untersuchungen ergaben, dass an dieser Verteilung weder ein Aminos{\"a}uretransporter noch das para-Glykoprotein beteiligt gewesen waren, jedoch ließen erg{\"a}nzende Versuche den Schluss zu, dass eine erleichterte Diffusion in das Zellinnere durch den Glucose-Transporter GLUT-1 erm{\"o}glicht werden k{\"o}nnte. Diese Vermutung wurde durch vergleichende Energiefeld-,Oberfl{\"a}chen-, und Volumenberechnungen zwischen dem nat{\"u}rlichen Substrat des Transporters Glucose und dem Metaboliten M1 gest{\"u}tzt. Aufbauend auf den Ergebnissen der Verteilungsversuche wurde ein m{\"o}glicher intrazellul{\"a}rer Metabolismus der Substanzen in Erythrozyten und mononukle{\"a}ren Zellen, insbesondere durch Reaktionen des Phase II Metabolismus, untersucht. Mittels massenspektrometrischer Untersuchungen konnten Hinweise auf die Bildung eines Addukts zwischen Glutathion und dem Metaboliten M1 in Erythrozyten gefunden werden. Abschließend wurde durch die Bestimmung der protektiven Eigenschaften des Metaboliten M1 gegen oxidative Sch{\"a}digungen der Erythrozytenmembran auch ein pharmakodynamischer Aspekt dieser Verbindung hinzugef{\"u}gt. Zwar zeigte sich bereits in einem Konzentrationsbereich von 1 μM eine ausgepr{\"a}gte antioxidative Aktivit{\"a}t des Metaboliten M1, jedoch konnte kein Hinweis auf Beeinflussung oxidativer Membransch{\"a}digungen durch m{\"o}glicherweise intrazellul{\"a}r gebildete Konjugate obiger Verbindung gefunden werden. Im Rahmen dieser Arbeit konnten f{\"u}r verschiedene Bestandteile eines Kiefernrindenextraktes und ein δ-(3,4-Dihydroxyphenyl)-γ-valerolacton Plasmaproteinbindungen und erstmals die Verteilung dieser Substanzen zwischen Plasma und Blutzellen ermittelt werden. Insbesondere die in einigen Versuchen gezeigte Aufnahme bzw. Adsorption k{\"o}nnte einen Beitrag zur Kl{\"a}rung der Beobachtung liefern, dass eine deutliche Diskrepanz gefunden wurde zwischen in vivo gemessenen Plasmakonzentrationen, welche in vitro nicht ausreichend sind um deutliche Effekte auszul{\"o}sen und Ergebnissen aus ex vivo Untersuchungen, die eine deutliche Beeinflussung insbesondere antiinflammatorischer Prozesse zeigten.},
  subject      = {Pharmakokinetik},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heddergott2011,
  author    = {Heddergott, Niko},
  title     = {Zellbiologische Aspekte der Motilit{\"a}t von Trypanosoma brucei unter Ber{\"u}cksichtigung der Interaktion mit der Mikroumwelt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56791},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Trypanosomen sind Protozoen, die Krankheiten bei Mensch und Tier verursachen, die unbehandelt infaust verlaufen. Die Zellen sind hoch motil, angetrieben von einem einzelst{\"a}ndigen Flagellum, welches entlang des Zellk{\"o}rpers angeheftet ist. Selbst in Zellkultur h{\"o}ren Trypanosomen niemals auf sich zu bewegen und eine Ablation funktioneller Bestandteile des Flagellarapparates ist letal f{\"u}r Blutstromformen. Es wurde gezeigt, dass Motilit{\"a}t notwendig ist f{\"u}r die Zellteilung, Organellenpositionierung und Infektiosit{\"a}t. Dies macht Trypanosomen zu besonders geeigneten Modellorganismen f{\"u}r die Untersuchung der Motilit{\"a}t. Dennoch ist erstaunlich wenig {\"u}ber die Motilit{\"a}t bei Trypanosomen bekannt. Dies gilt auch noch genereller f{\"u}r die Protozoen. Unl{\"a}ngst ist dieses Gebiet allerdings in den Fokus vieler Arbeiten ger{\"u}ckt, was bereits erstaunliche, neue Erkenntnisse hervorgebracht hat. Doch Vieles ist noch nicht abschliessend gekl{\"a}rt, so z.B. wie der Flagellarschlag genau reguliert wird, oder wie sich der Schlag des Flagellums entlang des Zellk{\"o}rpers ausbreitet. Die vorliegende Arbeit befasst sich besonders mit den Einfl{\"u}ssen, die die Mikroumgebung auf die Motilit{\"a}t von Blutstromform-Trypanosomen aus{\"u}bt. In ihrem nat{\"u}rlichen Lebensraum finden sich Trypanosomen in einer hoch komplexen Umgebung wieder. Dies gilt sowohl f{\"u}r den Blutkreislauf, als auch f{\"u}r den Gewebezwischenraum in ihrem S{\"a}ugerwirt. Die hohe Konzentration von Zellen, Gewebeverb{\"a}nden und extrazellul{\"a}ren Netzwerken k{\"o}nnte man als Ansammlung von Hindernissen f{\"u}r die Fortbewegung auffassen. Diese Arbeit zeigt dagegen, dass der Mechanismus der Bewegung eine Adaptation an genau diese Umweltbedingungen darstellt, so z.B. an die Viskosit{\"a}t von Blut. Es wird auch ein Bewegungsmodell vorgestellt, das erl{\"a}utert, worin diese Adaption besteht. Dies erkl{\"a}rt auch, warum die Mehrheit der Zellen einer Trypanosomenkultur eine ungerichtete Taumel-Bewegung aufweist in nieder-viskosem Medium, das keine solchen "Hindernisse" enth{\"a}lt. Die Zugabe von Methylcellulose in einer Konzentration von ca. 0,5\% (w/v) erwies sich als geeigneter Ersatz von Blut, um optimale Bedingungen f{\"u}r gerichtetes Schwimmen von Blutstromform Trypanosomen zu erreichen. Zus{\"a}tzlich wurden in dieser Arbeit unterschiedliche Arten von Hindernissen, wie Mikroperlen (Beads) oder molekulare Netzwerke, sowie artifizielle, geordnete Mikrostrukturen verwendet, um die Interaktion mit einer festen Matrix zu untersuchen. In deren Anwesenheit war sowohl die Schwimmgeschwindigkeit, als auch der Anteil an persistent schwimmenden Trypanosomen erh{\"o}ht. Zellen, die frei schwimmend in Fl{\"u}ssigkeiten vorkommen (wie Euglena oder Chlamydomonas), werden effizient durch einen planaren Schlag des Flagellums angetrieben. Trypanosomen hingegen mussten sich evolution{\"a}r an eine komplexe Umgebung anpassen, die mit einer zu raumgreifenden Welle interferieren w{\"u}rde. Der dreidimensionale Flagellarschlag des, an die Zelloberfl{\"a}che angehefteten, Flagellums erlaubt den Trypanosomen eine effiziente Fortbewegung durch die Interaktion mit Objekten in jedweder Richtung gleichermassen. Trypanosomen erreichen dies durch eine hydrodynamisch verursachte Rotation ihres Zellk{\"o}rpers entlang ihrer L{\"a}ngsachse, entgegen dem Uhrzeigersinn. Der Einfluss der Mikroumgebung wurde in fr{\"u}heren Untersuchungen bisher vernachl{\"a}ssigt, ist zum Verst{\"a}ndnis der Motilit{\"a}t von T. brucei jedoch unerl{\"a}sslich. Ein weiterer, bisher nicht untersuchter Aspekt der Beeinflussung der Motilit{\"a}t durch die Umwelt sind hydrodynamische Str{\"o}mungseffekte, denen Trypanosomen im kardiovaskul{\"a}ren System ausgesetzt sind. Diese wurden in dieser Arbeit mittels Mikrofluidik untersucht. Um unser Verst{\"a}ndnis der Motilit{\"a}t von Trypanosomen von 2D, wie {\"u}blich in der Motilit{\"a}tsanalyse mittels Lebend-Zell-Mikroskopie, auf drei Dimensionen auszudehnen, wurde als bildgebendes Verfahren auch die Holographie eingesetzt. Mikrofluidik und Holographie sind beides aufkommende Techniken mit großem Anwendungspotential in der Biologie, die zuvor noch nie f{\"u}r die Motilit{\"a}tsanalyse von Trypanosomen eingesetzt worden waren. Dies erforderte daher interdisziplin{\"a}re Kooperationen. Zus{\"a}tzlich wurde in dieser Arbeit auch ein vollst{\"a}ndig automatisiertes und Software-gesteuertes Fluoreszenzmikroskopiesystem entwickelt, das in der Lage ist, einzelne Zellen durch entsprechende Steuerung des Mikroskoptisches autonom zu verfolgen und somit eine Bewegungsanalyse in Echtzeit erm{\"o}glicht, ohne weitere Benutzerinteraktion. Letztendlich konnte dadurch auch die Bewegung der schlagenden Flagelle und des gesamten Zellk{\"o}rpers mit hoher zeitlicher und r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung mittels Hochgeschwindigkeits-Fluoreszenzmikroskopie aufgekl{\"a}rt werden.},
  subject      = {Trypanosoma brucei},
  language  = {de}
}