@phdthesis{Uhlenhut2012,
  author    = {Uhlenhut, Klaus},
  title     = {Effekte eines standardisierten Kiefernrindenextraktes und dessen Metabolit auf NO und NO-Synthasen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72102},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Um die Grundlagen f{\"u}r die in klinischen Studien beim Einsatz des standardisierten Kiefernrindenextraktes (Pycnogenol®) gefundenen Effekte auf einer mechanistischen zellul{\"a}ren Ebene aufzukl{\"a}ren, wurde in der hier vorliegenden Arbeit der Einfluss der Komponenten des Extraktes und dessen Metabolit M1 (chemisch benannt δ-(3,4-Dihydroxyphenyl)-γ-valerolacton bzw. 5 (3,4 Dihydroxybenzyl)dihydrofuran 2(3H) on) hinsichtlich der Wirkung auf Stickstoffmonoxid(= NO)-produzierende Systeme untersucht. NO ist an einer Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen in lebenden Organismen beteiligt. Im Menschen sind bislang drei NO-Synthasen bekannt: die induzierbare (iNOS), die hinsichtlich der Pathologie vor allem mit entz{\"u}ndlichen Vorg{\"a}ngen assoziiert wird, die endotheliale (eNOS), die bei Gef{\"a}ß- und Herzkreislauferkrankungen eine Rolle spielt, und die neuronale (nNOS), die mit der Ged{\"a}chtnisbildung, aber auch mit zytotoxischen Prozessen im Gehirn etwa bei Morbus Alzheimer oder der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht wird. Der nach peroraler Einnahme des Extraktes im Darm durch metabolisierende Kolonbakterien entstehende und darauf im Plasma erscheinende Metabolit M1, dem bei allen durchgef{\"u}hrten Untersuchungen besonderes Augenmerk zuteil wurde, zeigte eine starke konzentrationsabh{\"a}ngige Inhibierung der NO-Freisetzung der iNOS aus einer durch einen Entz{\"u}ndungsreiz stimulierten murinen Makrophagenzellkultur (IC50= 1,28 µg/mL). Im Vergleich mit Fraktion I des Kiefernrindenextraktes, die vor allem monomere Extraktbestandteile enth{\"a}lt, und Hydrocortison zeigte M1 zus{\"a}tzlich einen st{\"a}rkeren Hemmeffekt auf die NO-Freisetzung nach dem Entz{\"u}ndungsreiz. Die Zytotoxizit{\"a}t von M1 im Testsystem war dabei als gering einzustufen. Interessanterweise wurde neben den NO-Radikalf{\"a}ngereigenschaften von M1 auch ein deutlich hemmender konzentrationsabh{\"a}ngiger Effekt auf die iNOS-Proteinexpression gefunden (IC50= 3,78 µg/mL). Da die bislang im Plasma bestimmten M1-Konzentrationen deutlich geringer als die in Zellkulturversuchen wirksamen waren, wurde eine m{\"o}gliche Anreicherung von M1 in Gegenwart von Serumproteinen in humanen Endothelzellen, prim{\"a}ren Monozyten und murinen Makrophagen untersucht. Dabei wurde eine starke Bindung von M1 an die Zellen gezeigt und Hinweise f{\"u}r eine potentiell erleichterte Aufnahme von M1 durch membranst{\"a}ndige Transporter unter Einsatz eines Influx-Hemmers (Phloretin) gefunden. Zur Untersuchung der eNOS, die sehr geringe Mengen NO produziert, wurden neue methodische Ans{\"a}tze entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden zuvor unbekannte Fallstricke bei der Verwendung der Fluoreszenzsonde DAF-2 (4,5-Diaminofluorescein) zur NO-Detektion und dem Einsatz unterschiedlicher Detektionssysteme entdeckt. DAF-2 zeigte unter verschiedenen Bedingungen auch ohne extern zugegebene NO-Quelle und besonders beim Einfrieren/Auftauen unerwarteterweise eine Konversion zum korrespondierenden NO-Addukt (DAF-2T). Die eingesetzten monomeren Testsubstanzen ((+)-Catechin, (-)-Epicatechin, Resveratrol, M1) waren {\"u}ber die Testzeitr{\"a}ume deutlich instabil mit dynamischer Eigenfluoreszenz. Sowohl {\"u}ber kurze (≤ 45 min) als auch {\"u}ber l{\"a}ngere Zeitr{\"a}ume (14-20 h) wurde entsprechend der Redoxaktivit{\"a}t der eingesetzten Polyphenole eine konzentrationsabh{\"a}ngige scheinbar hemmende Wirkung auf die extrazellul{\"a}re NO-Freisetzung der eNOS gezeigt. Die eNOS-Proteinexpression blieb durch die verwendeten Monomere weitestgehend unbeeinflusst. Durch eine hohe Konzentration der Fraktion I des Kiefernrindenextraktes wurde eine Steigerung der eNOS-Proteinkonzentration in Endothelzellen gefunden, wobei zytotoxische Artefakte dabei nicht auszuschließen waren. Als kompetitive endogene Inhibitoren der NOS wurden in vivo in j{\"u}ngster Zeit methylierte Arginine (ADMA= asymmetrisches, SDMA= symmetrisches Dimethylarginin) entdeckt. In einer randomisierten, kontrollierten, doppelt-blinden klinischen Studie mit einem Cross-over Design am Universit{\"a}tsklinikum Z{\"u}rich mit 28 Patienten, die an einer koronaren Herzerkrankung litten, wurden die Plasmaspiegel methylierter Arginine vor und nach 8 w{\"o}chiger Einnahme des Kiefernrindenextraktes bestimmt. Es zeigte sich dabei trotz einer Verbesserung der flussinduzierten Gef{\"a}ßerweiterungskapazit{\"a}t (Flow-mediated dilation) und Verringerung der 15-F2t-Isoprostan-Plasmaspiegel keine signifikante Ver{\"a}nderung der Plasmakonzentrationen von ADMA, SDMA und ET-1 (Endothelin-1) durch die Einnahme des Extraktes. Die nNOS kommt vor allem im Gehirn, aber auch in Muskelzellen vor. Der Einsatz des Metaboliten M1 f{\"u}hrte zu keinen deutlichen Effekten auf die konstitutive nNOS-Expression in einem Rhabdomyosarkom(A-673)-Zellkulturmodell. Zur Beantwortung der Frage, wie wahrscheinlich es ist, dass zur m{\"o}glichen Beeinflussung von (patho)-physiologischen zerebralen Prozessen Polyphenole in vivo das Gehirn erreichen, wurde erstmals ein in silico-Modell zur Vorhersage der Verteilung von ausgew{\"a}hlten polyphenolischen Substanzen zwischen Blut und Gehirn entwickelt. Damit wurde anschließend eine Reihenfolge mit logBB-Werten (logarithmierter Quotient aus Konzentration im Blut und im Gehirngewebe) geordnet nach einer entsprechend dem Modell wahrscheinlich h{\"o}heren Verteilung ins Gehirn f{\"u}r die untersuchten Substanzen berechnet: Protocatechus{\"a}ure < Quercetin < Cyanidin < (+) Catechin < (-)-Epicatechin < Phloretin < M1. Insgesamt schienen die untersuchten polyphenolischen Substanzen eher schwach bluthirnschrankeng{\"a}ngig zu sein. Der Metabolit M1 zeigte den h{\"o}chsten logBB-Wert und somit die h{\"o}chste Wahrscheinlichkeit der untersuchten Polyphenole, die Blut-Hirnschranke in vivo zu {\"u}berwinden. Im Kontext einer m{\"o}glichen Anwendung bei chronisch-entz{\"u}ndlichen Erkrankungen wurde zus{\"a}tzlich ein Extrakt aus der Frucht von Morinda citrifolia L. in einem prim{\"a}ren Monozyten-Zellkulturmodell auf seine Eigenschaften hin die Sekretion der Matrix-Metalloprotease-9 (MMP-9) aus Immunzellen nach einem Entz{\"u}ndungsreiz zu beeinflussen untersucht. Dabei zeigten die Extraktverd{\"u}nnungen deutliche konzentrationsabh{\"a}ngige Hemmeffekte um bis zu ~50 \% der maximalen MMP-9 Sekretion, die mit dem Einsatz von Hydrocortison vergleichbar waren. Somit konnten in der vorliegenden Arbeit neue Beitr{\"a}ge zur Wirkungsweise der untersuchten Pflanzenextrakte und vor allem zum Verst{\"a}ndnis der m{\"o}glichen Effekte von Polyphenolen auf physiologisch relevante NO-Systeme sowie zur methodischen Wissenserweiterung der komplexen NO-Analytik geleistet werden.},
  subject      = {Stickstoffmonoxid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Popp2005,
  author    = {Popp, Christian},
  title     = {Cuticular transport of hydrophilic molecules with special focus on primary metabolites and active ingredients},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15174},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {The plant cuticle as an interface between the plant interior and the adjoining atmosphere plays an important role in any interaction between the plant and its environment. Transport processes across the cuticles were the object of countless research since many decades. However, bulk of the work done was focused on transport of lipophilic molecules. It is highly plausible to examine the penetration of lipophilic compounds, since the cuticle is dominated by lipophilic compartments itself, and the most crop protection agents have lipophilic character. As a result of this research, cuticular transport of lipophilic compounds is relatively well understood. Since several years, examinations were expanded on transport of hydrophilic molecules. In the present study, a direct comparison was made between transport properties of lipophilic and hydrophilic compounds, which allows an objective assessment of the mechanism governing their penetration. The results of this present study debunked the existence of two different pathways across isolated cuticles of Hedera helix (English ivy), a lipophilic and a hydrophilic pathway. This finding was supported by examinations regarding to accelerator and temperature effects on the mobility of both pathways, because the hydrophilic path is insensitive to them - in contrary to the lipophilic one. The lipophilic pathway is rigorously restricted to lipophilic molecules and the hydrophilic pathway is only accessible for hydrophilic molecules. Uncharged hydrophilic compounds can cross the cuticle even the molecules are of relatively large dimensions. In contrast to that, dissociable compounds with a molar volume higher than 110 cm³ mol-1 are excluded from cuticular penetration. Differences in the mobility of uncharged and dissociable molecules might be a hint towards the chemical nature of the polar pathways. It is assumed, that both, cellulose and pectin fibrils, traverse the cuticle which are originated from the epidermal cell wall. While uncharged carbohydrates might be able to penetrate across a pathway made up of cellulose and pectin, dissociated amino acids might be restricted to the cellulose path. This could be a plausible explanation for the higher mobility and the higher cuticle/water partition coefficients of the carbohydrates compared with the amino acids. A hydrophilic pathway was found with isolated grapevine cuticles, too. The apparent size selectivity of the hydrophilic pathway implies transport via narrow pores. From the present data, a mean pore radius of 0.31 nm (H. helix) or rather 0.34 nm (V. vinifera) was calculated. The absolute number of pores per cm² is 1.1 x 109 for H. helix and 3.3 x 109 for V. vinifera cuticles. This finding and the enlarged pore size distribution of grapevine cuticles might be an explanation for the transport of uncharged and dissociable hydrophilic compounds of higher molar volume like paraquat dichloride - in contrast to ivy membranes Wax extraction of ivy membranes uncovers additional pores, which explains the increased mobilities of the hydrophilic compounds across dewaxed membranes. From these extensive measurements it is very conspicuous, that the bulk of cuticular water transpiration occurs via the polar pathway. Since the work was focused on cuticular penetration of primary metabolites like amino acids and carbohydrates, a mechanistic explanation of leaching processes is obtained, simultaneously. In cuticular research, an inconsistent terminology regarding the transport path of the hydrophilic compounds was used. The term 'hydrophilic pathway' is definitely correct, since it makes no statement with regard to the shape of this path. In contrast to that, the terms 'polar pore' or 'aqueous pore' could imply that there is a tube or rather a water-filled tube traversing the cuticle. However - at this point of time - the imagination about the shape of this path is a pathway across interfibrilar gaps within polysaccharide strains. The proposed diameter of these interfibrilar gaps fits very well to the diameter determined in this study. Therefore, the imagination of a pore is not unfounded, but it is a very narrow pore, definitely. Additionally, this pathway is a very straight pathway which corresponds to this simplified imagination. An expanded study was done with paraquat dichloride, which was applied as aqueous droplets on grapevine cuticles. It is assumed that these model membranes reflect transport properties which are very close to that of relevant crops and weeds. The predominating parameter for paraquat penetration is the moisture, either originated from a relative humidity of at least 75\% or provided by added chemicals. There is a tendency for good suitability of hygroscopic additives. Increased paraquat penetration was also obtained by raised concentrations and removal of the cuticular waxes.},
  subject      = {Kutikula},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Muehlbacher2003,
  author    = {M{\"u}hlbacher, J{\"o}rg},
  title     = {Molecular Modelling und Chiralit{\"a}t: Aufkl{\"a}rung der absoluten Konfiguration von Natur- und Wirkstoffen mit ungew{\"o}hnlichem Circular-Dichroismus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6120},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Der Einsatz von computerchemischen Verfahren zur Vorhersage, Best{\"a}tigung oder Erkl{\"a}rung von Molek{\"u}leigenschaften hat sich zu einem Wissenschaftszweig innerhalb der Chemie entwickelt, der sowohl im universit{\"a}ren Umfeld als auch in der Industrie eine unverzichtbare Rolle einnimmt. So hat die in unserem Arbeitskreis in Zusammenarbeit mit Prof. J. Fleischhauer entwickelte und immer wieder erweiterte Methode zur Berechnung des Circular-Dichroismus (CD) organischer Molek{\"u}le schon in vielen F{\"a}llen die Arbeit experimentell arbeitender Naturstoffchemiker unseres Arbeitskreises und die vieler Kooperationspartner erleichtert. Im Rahmen der Strukturaufkl{\"a}rung wurde die Methode als effizientes Verfahren zur eindeutigen Zuordnung der absoluten Konfiguration von neuartigen chiralen Natur- und Wirkstoffen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde die zusammen mit Prof. J. Fleischhauer etablierte Molekulardynamik-Methodik (MD-Methodik) - neben der schon vorher angewandten Boltzmann-Methodik (BM-Methodik) - zur Untersuchung des Circular-Dichroismus flexibler Verbindungen eingesetzt. Begonnen wurden die Studien mit der Evaluierung des Verfahrens an besonders flexiblen Molek{\"u}len, um im Anschluß den Circular-Dichroismus von Substanzen untersuchen zu k{\"o}nnen, deren CD-Spektren auf den ersten Blick sehr ungew{\"o}hnlich erschienen oder nicht den g{\"a}ngigen Vorstellungen vom chiroptischen Verhalten organischer Molek{\"u}le entsprachen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen sehr deutlich, daß der Circular-Dichroismus komplexer organischer Verbindungen immer vorsichtig zu interpretieren ist. Zwar ist der einfachste Weg zur Aufkl{\"a}rung der Absolutkonfiguration eines Molek{\"u}ls derjenige, das CD-Spektrum der unbekannten Verbindung mit dem einer bereits aufgekl{\"a}rten Substanz sehr {\"a}hnlicher Konstitution zu vergleichen. Doch wie an den untersuchten Beispielen deutlich gezeigt wurde, kann trotz vermeintlich guter {\"U}bereinstimmung von CD-Spektren leicht eine falsche Zuordnung erfolgen. Einzig bei Enantiomeren oder sehr einfachen Derivaten enantiomerer Grundstruktur kann man durch den Vergleich experimenteller CD-Spektren eine sichere Aussage treffen. Sobald jedoch die CD-Spektren von Diastereomeren oder gar konstitutionell verschiedenen Substanzen verglichen werden sollen, ist immer {\"a}ußerste Vorsicht geboten.},
  subject      = {Naturstoff},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Seefelder2003,
  author    = {Seefelder, Walburga},
  title     = {Fumonisine und deren Reaktionsprodukte in Lebensmitteln: Vorkommen, Bedeutung, biologische Aktivit{\"a}t und Metabolismus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5430},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Im Rahmen der Arbeit werden Ergebnisse zu Untersuchungen an Fumonisinen, einer erts seit 1988 bekannten Gruppe von kanzerogenen Fusarium-Mykotoxinen, vorgestellt. Die Schwerpunkte liegen auf den Aspekten: 1)Qualitative und quantitative Erfassung von NCM-FB1, einem rektionsprodukt von FB1, in maishaltigen Lebensmitteln. 2)Charakterisierung weiterer Reaktionsprodukte der Fumonisine 3)Vorkommen von Fumonisisnen in Gem{\"u}se 4)Zellkuturstudien zur biologischen Aktivit{\"a}t der Fumonisine 5)Modellstudien zum Metabolismus von FB1 beim Menschen},
  subject      = {Fumonisine},
  language  = {de}
}