TY  - THES
A1  - Deubner, Ralph
T1  - Quantitative NMR-Spektroskopie zur Reinheitsbestimmung von Arzneistoffen
T1  - Quantitative NMR spectroscopy for purity determination of active pharmaceutical ingredients
N2  - Quantitative Bestimmungen Anhand verschiedener Substanzen konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, dass die NMR-Spektroskopie in der Lage ist, Verunreinigungen von Arzneistoffen zu quantifizieren. Für das Antidepressivum Fluvoxamin ist im Arzneibuch eine Ionenpaarchroma-tographie vorgeschrieben, um die Verunreinigung des wirksamen E-Isomers durch das Z-Isomer zu quantifizieren. Ionenpaarchromatographischen Methoden mangelt es häufig an der Robustheit. Eine quantitative Auswertung der NMR-Spektren einer Mischung beider Isomere ist ohne aufwändige Probenvorbereitung möglich. In den 1H-NMR-Spektren der Mischung sind die Signale der Was-serstoffe beider Isomere an Position 2 gut voneinander getrennt. Werden diese quantitativ ausgewertet, dann ist es nach Optimierung insbesondere hinsichtlich der T1-Relaxationszeit möglich, den Anteil des Z-Isomers auf 0,2 % zu begrenzen. Auch für die Bestimmung der Abbauprodukte des Perphenazinenantats konnte gezeigt werden, dass die qNMR eine geeignete Methode darstellt. Perphenazine-nantat kann durch Esterhydrolyse gespalten werden. Zur Auswertung der 1H-NMR-Spektren wird der Vergleich der Integralflächen der Signale der Wasserstoffe an Position 21 des Perphenazins mit dem zusammenfallenden Signal der Wasserstoffe an Position 11 beider Substanzen herangezogen. Es konnte sowohl Perphenazin als Abbauprodukt des Esters als auch Perphena-zinenantat in Perphenazin quantifiziert werden. Zusätzlich kann der Bereich der aromatischen Wasserstoffe zu einer Aussage über die Oxidation genutzt werden. Bei der Oxidation des Schwefels im Phenothiazinring zum Sulfoxid und zum Sul-fon ändern sich die chemischen Verschiebungen der Wasserstoffkerne in diesem Ringsystem. Dadurch wird eine halbquantitative Aussage ermöglicht. Schließlich konnten die beiden Epimere Chinin und Chinidin jeweils als Verunrei-nigung des anderen Chinaalkaloides quantifiziert werden. Auch in diesem Fall lie-gen in den 1H-NMR-Spektren in DMSO-d6 von Mischungen dieser beiden Verbin-dungen Signale weit genug auseinander, um eine Quantifizierung zu ermöglichen. In beiden Fällen, der Bestimmung von Chinidin in Chinin und von Chinin in Chini-din konnte dies auf einem Niveau von 2,5% geschehen, was den Anforderungen der Arzneibücher entspricht. Gentamicinsulfat Die 1H-NMR-Spektroskopie wurde ebenfalls zur Charakterisierung der Zusam-mensetzung des Antibiotkums Gentamicin eingesetzt. Gentamicin, das fermentativ aus Micromonospora purpurea gewonnen wird, besteht aus verschiedenen Haupt- und Nebenkomponenten, deren Zusammensetzung je nach Fermentationsbedingungen schwankt. Nach einer Reihe von Todesfällen im Zusammenhang mit der Anwendung des Antibiotikums Gentamicin in den USA wurde vermutet, dass diese auf verschiede-ne Verunreinigungen zurückzuführen sind. In der aktuellen Arzneibuch-Monographie wird eine HPLC-Methode beschrieben, die zwar die Hauptkomponenten quantifizieren kann, aber nicht alle Nebenkomponenten gut abtrennt. Auch ist die gesamte Elutionszeit sehr lang, so dass spät eluierende Substanzen breite Peaks zeigen. Außerdem ist der benutzte gepulste amperometrische Detektor sehr empfindlich und die Methode insgesamt daher wenig robust. Unter Zuhilfenahme von ein- und zweidimensionalen Standardmesstechniken sowie selektiver TOCSY-Messungen konnten alle Signale in den 1H- und 13C-NMR-Spektren der Haupt- und Nebenkomponenten von Gentamicin vollständig zugeordnet werden. Dabei zeigte sich, dass der Bereich der anomeren Wasserstoffe sehr gut geeignet ist, Aussagen über die Reinheit und über das Verhältnis der Hauptkomponenten zueinander treffen zu können. In dem in der Abbildung gezeigten Ausschnitt aus einem 400 MHz-1H-NMR-Spektrum ist eine Integration der H20-Signale der Hauptkomponenten aufgrund mangelnder Trennung nicht möglich. Diese ist jedoch in 600 MHz-Spektren möglich. Auf diese Weise können die Verhältnisse der Hauptkomponenten zueinander bestimmt werden. Die so erhaltenen Ergebnisse zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den aus einer MEKC-Trennung erhaltenen Daten. Das zeigt die sehr gute Ergänzung dieser beiden Methoden. Insgesamt wurden für diese Arbeit über 40 Gentamicin-Proben verschiedener Hersteller untersucht, miteinander verglichen und in verschiedene Gruppen einge-teilt. Als Leitverunreinigung hat sich dabei Sisomicin erwiesen. Daneben konnte der Vergleich der Verunreinigungsprofile Hinweise auf Handelswege geben. Unter den untersuchten Proben waren auch diejenigen, zu den Todesfällen führten. Die-se konnten den stark verunreinigten Gruppen zugeordnet werden.
N2  - Quantitative analysis It could be shown on the basis of different substances that the NMR spectroscopy is able to quantify impurities of pharmaceuticals. For the quantification of impurities of the antidepressive drug fluvoxamine the pharmacopoeia describes an ion-pair chromatographic method. Since the antide-pressive activity resides on the E-isomer the content of the Z-isomer has to be lim-ited. Since ion-pair chromatography often lacks of robustness, qNMR is an alterna-tive. The quantitative evaluation of 1H NMR spectra of a mixture of the two isomers is possible without extensive sample preparation. The signals of the hydrogens at position 2 of both isomers are well separated in the spectrum. If these are quantitative evaluated, under optimized conditions, e.g. with respect to T1-relaxation time, it is possible to limit the content of the Z-isomer to 0.2%. For analysis of degradation products of perphenazine enantate qNMR is a suitable method. Perphenazine enantate can be cleaved by ester hydrolysis. Using the integral area of the signal of the hydrogens at position 21 of per-phenazine in comparison to the integral area of the overlapping signals of the hydrogens at position 11 of both substances perphenazine and perphenazine enan-tate it was possible to quantify perphenazine as a degradation product of per-phenazine as well perphenazine enantate in perphenazine. Additionally the area of the aromatic hydrogens can be used for the analysis of the oxidation. The oxidation of the sulfur of the the phenothiazine-moiety to the sulfoxide and the sulfone changes the chemical shifts of the corresponding hydrogens. This enables a half-quantitative assessment. Finally it was possible to quantify the two epimers quinine and quinidine as an impurity in either drug. Again signals of both substances could be identified to be used for quantification. In both cases quinine as impurity of quinidine and vice versa the impurity can be limited to 2.5 per cent as required by the pharmacopeias. Gentamicin sulfate 1H-NMR spectroscopy was also used as an analytical method to characterize the composition of gentamicin. Gentamicin is produced from Micromonospora purpurea by fermentation and consists of different main and side components. The composition varies when applying different fermentation conditions. A number of deaths in connection with the application of the antibiotic drug gen-tamicin in the USA were reported. Different impurities were suspected to be re-sponsible for these deaths. In the current pharmacopoeia monograph an HPLC method is described which is able to quantify all main components but does not separate all side components. In addition, the total elution time is long. Thus late eluting substances show very broad peaks. Furthermore the used pulsed am-perometric detector is very sensitive and the method is not very robust over all. Using one- and two-dimensional routine NMR techniques and selective TOCSY experiments it was possible to assign all signals in the 1H- and 13C-NMR spectra of all main and side components. The area of the anomeric hydrogens is appropriate to evaluate the purity of gentamicin and the proportions between the main compo-nents. In the part of the 400 MHz 1H-NMR spectrum integration of the H20 signals of the main components is impossible due to the missing baseline separation. However, using 600 MHz spectra integration is possible. In this way the proportions between the main components can be determined. The results achieved in this way show good accordance to the results obtained with an MEKC separation. More than 40 gentamicin samples from different manufactures were studied, com-pared and divided into several groups, based on their impurity profile. As a lead impurity sisimocin has been identified. Besides that, the comparison of the impurity profiles enables to trace the trade ways. Some of the samples which led to the deaths were among the samples being classified in the impure groups.
KW  - Arzneimittel
KW  - Qualitätskontrolle
KW  - NMR-Spektroskopie
KW  - Quantitative Analyse
KW  - NMR-Spektroskopie
KW  - quantitativ
KW  - Verunreinigungen
KW  - Arzneistoffe
KW  - NMR-spectroscopy
KW  - quantitative
KW  - impurities
KW  - active pharmaceutical ingredients
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8364
ER  - 
TY  - THES
A1  - Marquardt, Karin
T1  - Untersuchungen zum Zerkleinerungsverhalten kristalliner Stoffe in einer Spriralstrahlmühle
T1  - Investigations of the breakage behaviour of cristal materials in a spiral jet mill
N2  - Die Feinheit von Mahlprodukten, die durch Beanspruchung in einer Luftstrahlmühle erreicht wird, ist immer das Resultat von Zerkleinerungs- und Sichtungsprozessen in der Mahlkammer. Bei hohem Eintrag von Mahlenergie und unter dem Einfluss von großen Zentrifugalkräften in der Mahlkammer können feinste Mahlprodukte mit enger Korngrößenverteilung erzielt werden. Es ist jedoch nicht nur entscheidend, dass sehr feine, eng verteilte Mahlprodukte durch Luftstrahlmahlung geschaffen werden können. Mindestens genauso wichtig ist es, dass die Korngrößenverteilungen der Mahlprodukte reproduzierbar sind. Reproduzierbar sind die Mahlergebnisse allerdings nur dann, wenn die Abläufe in der Mahlkammer konstant gehalten werden können. Bevor Aussagen über den Mahlvorgang in der Luftstrahlmühle getroffen werden, muss eine Prozessvalidierung vorgenommen werden. Ansonsten sind keine Modellberechnungen, die einen Zusammenhang zwischen Mahleinstellungen und Korngrößenverteilungen von Mahlprodukten herstellen, möglich. Alle Untersuchungen zum Bruchverhalten von Mahlgütern wurden durchgeführt an einer Luftstrahlmühle vom Typ Fryma JMRS 80, die bereits von Rief [40] optimiert worden war. Es konnte gezeigt werden, dass hohe Mahl- und Injektordrücke auch zu hohen Kammerdrücken im stationären Betriebszustand führen. Große Gutaufgaben pro Zeiteinheit und ein breiter Mahlspalt sind dagegen mit niedrigeren Kammerdrücken verbunden. Diese Ergebnisse stimmen gut mit bereits von Muschelknautz [38, 39] und Bauer [34] gewonnenen Erkenntnissen überein. Bei hohen Mahl- und Injektordrücken sind die Strömungsgeschwindigkeiten in der Mahlkammer und damit auch der Mahlkammerdruck relativ groß. Wird dabei jedoch viel Mahlgut pro Zeiteinheit zugeführt, kommt es zu einer starken Abbremsung der Strömung, da das zirkulierende Gas durch Übertragung von Energie auf die Partikel in der Mahlkammer selbst an kinetischer Energie verliert; der Druck in der Mahlkammer sinkt. Die Größe des Mahlspalts hat Einfluss auf den Kammerdruck, da sie bestimmt, wie groß der Unterdruck und damit der Sogeffekt über dem Tauchrohr ist. Ist der Mahlspalt breit, nimmt der Sog aus der Mahlkammer ab. In der Folge verweilt das Mahlgut länger in der Kammer; die Feststoffmenge in der Mahlkammer nimmt zu. Dadurch wird die Strömung in der Mahlkammer stark abgebremst, der Druck in der Kammer sinkt. Harte Stoffe von hoher Dichte und mit elastischem Materialverhalten führen zu niedrigeren Kammerdrücken im konstanten Betriebszustand als weiche Stoffe von niedriger Dichte und mit inelastischem Materialverhalten. Mit Hilfe von Korngrößenanalysen konnte gezeigt werden, welchen Einfluss einzelne operative Parameter auf die Feinheit der Mahlprodukte haben. Am Beispiel von Ascorbinsäure, Natriumascorbat, Lactose und Natriumchlorid wurde untersucht, wie sich die Förderrate, der Mahl- und Injektordruck und die Größe des Mahlspalts auf die Produktfeinheit auswirken. Ein Vergleich der verschieden Mahlgüter ermöglichte es, abzuschätzen, inwieweit sich mechanische Eigenschaften auf den Verlauf des Mahlprozesses auswirken. Mit zunehmender Gutaufgabe pro Zeiteinheit werden die Korngrößenverteilungen der Mahlprodukte breiter und hin zu größeren Korngrößen verschoben. Steigender Mahl- und Injektordruck und ein größer werdender Mahlspalt führen dagegen zu feineren und enger verteilten Mahlprodukten. Während Förderrate und Mahl- bzw. Injektordruck die absolut zur Zerkleinerung verfügbare Energie bestimmen, nimmt die Größe des Mahlspalts eher Einfluss auf die Beanspruchungsdauer der Mahlgutpartikel. Da bei breitem Mahlspalt der Unterdruck über dem Tauchrohr und damit der Sog aus der Mahlkammer reduziert wird, nimmt mit wachsendem Mahlspalt die Verweildauer der Mahlgutpartikel in der Mahlkammer zu; das gewonnene Mahlprodukt wird feiner und enger verteilt. Experimente ergaben, dass sich Ascorbinsäure am leichtesten zerkleinern lässt, gefolgt von Natriumascorbat, Natriumchlorid und zuletzt Lactose. Je kleiner das Elastizitätsmodul und je größer die Härte und die Dichte eines Mahlguts, desto energieaufwändiger ist die Zerkleinerung. Mit Erfolg konnten die operativen Parameter Förderrate, Mahldruck und Mahlspalt mit den charakteristischen Größen der Mahlproduktverteilungen korreliert werden. Ebenso gelang es, die Materialeigenschaften Härte, Elatizitätsmodul und Dichte in die Korrelation mit einzubeziehen. Für alle mathematischen Rechenansätze wurden Modelle zweiter Ordnung gewählt, da diese nicht zu kompliziert sind und dennoch den Prozess sehr gut beschreiben.
N2  - It was the aim of this study to investigate the breaking behaviour of different materials a spiral jet mill Type Fryma JMRS 80 modified by Rief. It has been shown that high grinding and high particle feed pressures result in high pressures inside the milling chamber in the stationary state. In contrary a high feed rate and a wide slit width lead to a lower pressure. These results agree to those of Muschelknautz [38, 39] and Bauer [34]. High milling and high feed pressures are connected with a high flow velocity. In consequence the pressure inside the milling chamber increases. The flow velocity is reduced, if the material to be ground is transported into the milling chamber by high feed rates. Under these circumstances the concentration of solid material inside the milling chamber is high and the circulating gas is decelerated enormously. The slit width influences the pressure inside the milling chamber because it determines the size of the outlet of the mill. If there is a large slit width, the underpressure at the outlet is low. Therefore only finest particles leave the mill and the concentration of solid material inside the milling chamber is high. In consequence the flow velocity and the static pressure decrease. In order to investigate the influence of material properties, the pressures inside the milling chamber measured at constant slit width, feed rate, milling and feed pressure but at different materials are compared. The following trend was recognized: When soft and inelastic materials of low specific density are ground the pressure inside the milling chamber drops less than when hard and elastic materials of high specific density are ground. The pressure indicates the amount of energy input not spent by the acceleration and at least by the fragmentation of particles. The higher is the pressure inside the mill, the finer is the product. Then there rests a high amount of energy not necessary for the acceleration of the material that can be ground at low mechanical load. With decreasing feed rate and with increasing milling pressure the mean particle sizes of all mill products become smaller. In addition the size distributions become narrower. In contrary high feed rates and low milling pressures lead to coarse product sizes with wide particle size distributions. Feed rate, grinding and feed pressure determine the amount of energy per particle available for breakage processes, whereas the slit width determins, how long particles to be ground are stressed in the milling chamber. The slit width at the vortx finder determines the pressure drop inside the milling chamber as well as the underpressure in the vortex. A wide slit width results in a low underpressure and a low suction effect. In consequence the material can be stressed for a longer time and therefore only fine particles are discharged. These results confirm earlier findings [40]. As materials to be ground differ in their hardness, Young’s modulus and specific gravity it is expected that they differ in their breakage behaviour. Experimentally the following phenomenon could be shown: ascorbic acid can be ground best followed by sodium ascorbat, sodium chloride and lactose. Lactose is a very elastic material compared to the other three substances. Sodium chloride excels as a soft and brittle material, but it is characterised by a high specific gravity. Ascorbic acid and sodium ascorbat take an intermediate position. The material properties of these two substances differ only little. Ascobic acid is a bit more elastic but also a bit softer and of a lower density than sodium ascorbat. That means: To reach a certain particle size distribution hard and elastic materials of high density require enormous grinding energies compared with soft and inelastic materials of low density. Two approaches were made: First of all the operational parameters, namely the feed rate, the grinding pressure and the slit width, were correlated to the characteristic values of the particle size distributions of the mill products. With success even material properties such as hardness, elasticity and specific gravity could be included into the statistical calculations. The bases of all calculations are models of second order. Models of second order were chosen for two reasons: they are not too complicated and describe the grinding process quite exaclty. In order to describe the processes in the spiral jet mill by a smaller number of parameters, a second approach was made. In order to reduce the number of influencing parameters dimensionless characteristics were introduced. It was possible to connect the dimensionless charcteristics to a mathematical model of second order.
KW  - Spiralstrahlmühle
KW  - Zerkleinerungsverhalten
KW  - Modellberechnungen
KW  - Laserbeugungsanalyse
KW  - spiral jet mill
KW  - breakage behaviour
KW  - modelling of a spiral jet mill
KW  - laser diffraction analysis
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8308
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tranziska, Ann-Kathrin
T1  - Untersuchungen zum molekularen Pathomechanismus der SMA durch Anaylse der Smn-Interaktionspartner hnRNP-R und hnRNP-Q
T1  - Research on the pathomechanism of SMA by analysing the Smn interaction partners hnRNP-R and hnRNP-Q
N2  - Spinale Muskelatrophie (SMA), die häufigste autosomal rezessive neuromuskuläre Erkrankung bei Kindern und jungen Erwachsenen, wird durch Mutationen in der telomeren Kopie des survival motor neuron (SMN1) Gens auf dem humanen Chromosom 5 verursacht. Anders als bei Mäusen, welche nur ein Smn Gen haben, gibt es beim Menschen eine zweite Kopie (SMN2). Das Genprodukt dieser zweiten Kopie wird am C-Terminus bevorzugt alternativ gespleißt. Es bringt nur eine kleine Menge des vollständigen SMN Proteins hervor. Der Grund, warum eine reduzierte Menge des ubiquitär exprimierten SMN Proteins speziell zu einer Motorneuronendegeneration führt, ohne andere Zelltypen gleichermaßen zu betreffen ist noch immer nicht bekannt. Mit Hilfe der Yeast-Two-Hybrid Technik wurden die beiden heterogenen nukleären Ribonukleoproteine hnRNP-R und hnRNP-Q als neue SMN-bindende Proteine identifiziert. Diese beiden hochhomologen Proteine waren bereits bekannt und stehen in Verbindung mit dem RNA Metabolismus, im Speziellen: Editing, Transport und Spleißing. hnRNP-R und -Q interagieren mit Wildtyp Smn, aber nicht mit trunkierten oder mutierten Smn Formen, welche in SMA-Patienten gefunden wurden. Beide Proteine werden in den meisten Geweben exprimiert. Im Rückenmark von Mäusen ist die stärkste Expression am neunzehnten embryonalen Tag zu beobachten. Interessanterweise ist hnRNP-R hauptsächlich in den Axonen von Motoneuronen zu finden und kolokalisiert dort mit Smn. Im Mausmodell für die SMA konnte gezeigt werden, dass sich die Motoneurone von erkrankten Mäusen hinsichtlich der Morphologie ihrer Neuriten von solchen aus Wildtyp Mäusen unterscheiden. Werden hnRNP-R oder hnRNP-Q in kultivierten Nervenzellen exprimiert, so fördern sie das Wachstum von Neuriten. Bei SMA-Patienten ohne Mutation im SMN Gen konnte allerdings weder Mutation noch Deletion in hnRNP-R oder hnRNP-Q nachgewiesen werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit können entscheidend zu einem besseren Verständnis der motoneuronen spezifischen Funktion von Smn bei der SMA beitragen.
N2  - Spinal muscular atrophy (SMA), the most common hereditary motor neuron disease in children and young adults is caused by mutations in or loss of the telomeric survival motor neuron (SMN1) gene on human chromosome 5. The human genome, in contrast to mouse, contains a second SMN gene (SMN2) which is transcribed into an mRNA, that is predominantly alternatively spliced at the C-terminus. Therefore, it gives rise to low levels of full-length SMN protein. The reason why reduced levels of the ubiquitously expressed SMN protein lead to specific motor neuron degeneration without affecting other cell types is still not understood. Using yeast two-hybrid techniques, hnRNP-R and the highly related hnRNP-Q were identified as novel SMN interaction partners. These highly homologous proteins were known before in the context of RNA metabolism, in particular: editing, transport and splicing. HnRNP-R and -Q interact with wildtype Smn but not with truncated or mutant Smn forms identified in SMA patients. Both proteins are expressed in most tissues. In the mouse spinal cord the expression peaks at embryonic day nineteen. Interestingly, hnRNP-R is predominantly located in axons of motor neurons where it co-localises with Smn. It could be shown in mouse models for SMA that motor neurons of affected mice differ from wildtype mice in the morphology of their neurites. When hnRNP-R or hnRNP-Q were expressed in neuronal cells they promote neurite outgrowth. However, no mutation or deletion could be found in the genes for hnRNP-R or hnRNP-Q of SMA patients without mutations in the SMN gene. The results of this thesis could help to understand the specific Smn function in motoneurons.
KW  - Spinale Muskelathropie
KW  - Genexpression
KW  - SMA
KW  - Smn
KW  - hnRNP-R
KW  - hnRNP-Q
KW  - SMA
KW  - Smn
KW  - hnRNP-R
KW  - hnRNP-Q
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8256
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TY  - THES
A1  - Stiefl, Nikolaus Johannes
T1  - Entwicklung, Validierung und Anwendung einer neuen translations- und rotationsinvarianten 3D-QSAR-Methodik
T1  - Development, validation and application of a novel translational and rotational invariant 3D-QSAR-technique
N2  - Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Validierung der neuartigen 3D-QSAR Technik Mapping Property Distributions of Molecular Surfaces (MaP). Die Methode ist gegenüber Translation und Rotation invariant, d. h. eine Überlagerung der Moleküle, wie sie zum Beispiel für CoMFA nötig ist, entfällt. MaP basiert auf der Charakterisierung der Moleküle nach ihrer Fähigkeit Wasserstoffbrücken auszubilden, sowie ihrer Hydrophobie / Hydrophilie. Dabei werden jedoch nicht nur die atombasierten Eigenschaften, sondern auch die Oberflächeneigenschaften der Moleküle zur Charakterisierung genutzt. Diese Loslösung von der chemischen Struktur der Verbindungen erlaubt es, die für die Ligand-Rezeptor-Interaktion (bzw. Substrat-Enzym-Interaktion) wichtigen Grenzflächen zu charakterisieren. Die wichtigsten methodischen Elemente der MaP-Technik, sowie die erhaltenen Ergebnisse der untersuchten Datensätze sollen hier noch einmal in kurzer Form dargestellt werden: Die theoretische Basis des MaP-Deskriptors bilden so genannte Radialverteilungsfunktionen. Mittels dieser selektiven Distanz-Zählstatistiken (SDZS) können sowohl die Form der Moleküle, als auch die Verteilung der einzelnen Oberflächeneigenschaften zueinander, in einem einzelnen Vektor beschrieben werden. Die MaP-Variablen kodieren dabei die Größe (absolute Anzahl an Einträgen), sowie die Orientierung (Distanz) verschiedener Oberflächeneigenschaften zueinander. Die Grundlage der Oberflächeneigenschaften stellen atomare Charakteristika wie das Wasserstoffbrückenbindungspotential sowie die atomare Hydrophobie / Hydrophilie dar. Diese Eigenschaften werden den Atomen mittels einfacher Regeln (Wasserstoffbrücken) bzw. einer Substruktursuche (Hydrophobie / Hydrophilie) zugewiesen und dann auf die Oberfläche projiziert. Um die mathematische Transformation der Rohdaten in die SDZS zu ermöglichen, muss die Moleküloberfläche durch gleichverteilte Oberflächenpunkte diskretisiert werden. Da diese Anforderung von gebräuchlichen analytischen Oberflächenberechnungsmethoden, wie zum Beispiel dem GEPOL-Algorithmus, nicht erfüllt wird, wurde der GEPOL-Algorithmus so modifiziert, dass ein Zusammenhang zwischen der Oberflächengröße und der Anzahl an Oberflächenpunkten gegeben ist. Da es aufgrund dieser Diskretisierung jedoch zum Verlust der Invarianz gegenüber Translation und Rotation kommen kann, wurde der Bestimmung der Moleküloberflächen eine spezielle Technik zur Ausrichtung der Moleküle im Koordinatensystem (Kanonisierung) vorgeschaltet. Dadurch wird ein identischer MaP-Deskriptor unabhängig von der Position der Moleküle im Raum garantiert. Um den Diskretisierungsfehler der Oberflächenbestimmung weiter zu reduzieren, wurde eine unscharfe Zählweise bei der Berechnung des MaP-Deskriptors adaptiert. Diese erlaubt es, Einträge die an den Kategoriengrenzen des MaP-Vektors liegen, auf die beiden nächsten Zentren zu verteilen. Dadurch werden kleine Schwankungen in den Distanzwerten kompensiert. Zur Modellbildung werden die infomativsten Variablen (MIV) mit Hilfe der ‚Reverse-Elimination-Method’-Tabu-Suche (REM-TS) identifiziert. Die so erhaltenen MIV’s können auf die Moleküle zurückprojiziert werden, was die Interpretation der berechneten Modelle stark vereinfacht. Zur Visualisierung der Ergebnisse können die Variablen unter Zuhilfenahme der unscharfen Zählweise nochmals gefiltert werden, um die Interpretation hoch besetzter Variablen zu vereinfachen. Da es aufgrund der Variablenselektion zu einer Zufallskorrelation in der Modellbildung kommen kann, werden die erhaltenen Modelle einer strengen Validierung unterzogen. Dabei werden neben der sehr anspruchsvollen ‚Lass-mehrere-Objekte-heraus’-Kreuzvalidierung als Gütefunktion der Variablenselektion auch ein Permutationstest der Modelle sowie eine Testdatenvorhersage angewandt. Durchläuft ein Modell all diese Validierungsschritte erfolgreich, so ist die Wahrscheinlichkeit einer Zufallskorrelation sehr gering. Um die Anwendbarkeit und die Güte des MaP-Deskriptors zu überprüfen, wurden verschiedene Datensätze untersucht. Diese können entsprechend ihrer Zielsetzung in unterschiedliche Gebiete aufgeteilt werden. Der erste Datensatz (Steroide) wird in der QSAR häufig als Vergleichsdatensatz eingesetzt. Ein weiterer Datensatz umfasst strukturell sehr heterogene Substanzen, die ein augenirritierendes Potential aufweisen (ECETOC). Inhibitoren des EndothelinA-Rezeptors (ETA) bildeten einen weiteren Datensatz. Die enthaltenen Moleküle sind im Datenraum stark in Untergruppen geklustert. Weiterhin wurden konformell sehr flexible, allostere Modulatoren des muskarinischen M2-Rezeptors (M2-Modulatoren) untersucht. Dieser Datensatz diente aufgrund der hohen Flexibilität der Moleküle auch zur Überprüfung der konformellen Abhängigkeit der Methode. Die Erweiterung des Standardparametersatzes wurde mit Hilfe von Naphthylisochinolin-Derivaten (NIQ) untersucht, die eine Aktivität gegen Plasmodium falciparum aufweisen. Ein weiterer Datensatz, deren Moleküle die Öffnungswahrscheinlickeit ATP-abhängiger Kalium-Kanäle erhöht (KCO), wurde herangezogen, um den Vorteil der mathematischen Transformation der MaP-Technik gegenüber der von GRIND benutzten MACC-2-Transformation herauszustellen. Inhibitoren des nicotinischen Acetylcholin-Rezeptors (CAR) bildeten einen weiteren Datensatz für den bisher keine QSAR-Studie vorlag. Zur strukturbasierten Validierung der Methode wurden Inhibitoren der Acetylcholinesterase (APZ-Datensatz) untersucht. Hierbei wurde geprüft, ob die aus der Kristallstruktur der Acetylcholinesterase wichtigen Ligand-Enzym-Wechselwirkungen durch MaP beschrieben werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen folgenden Rückschlüsse zu: Im Vergleich mit bereits etablierten 3D-QSAR-Techniken wie CoMFA, CoMSIA oder GRID/PLS führt die MaP-Technik zu vergleichbar guten Modellen (Steroide, ETA, M2-Modulatoren). Durch die Loslösung vom strukturellen Grundgerüst der Substanzen können auch strukturell diverse Datensätze gut modelliert und die relevante Information extrahiert werden (ECETOC). Dies ist mit Deskriptoren, die eine gemeinsame Ausrichtung der Moleküle benötigen (z.B. CoMFA), oft nicht möglich. Auch Datensätze, deren Objekte geklustert vorliegen, können mittels MaP gut modelliert werden. MaP ist dabei in der Lage die relevante Information sowohl zwischen, als auch innerhalb der einzelnen Gruppen zu extrahieren (ETA). Auch für Datensätze, deren Moleküle eine sehr hohe Flexibilität aufweisen, ist es möglich mit MaP gute Modelle zu erhalten (M2-Modulatoren, APZ). Hierbei ist es jedoch wichtig, zu beachten, dass MaP als 3D-QSAR-Technik gegenüber der Konformation der Moleküle nicht invariant ist. Bei der Anwendung der Methode zeigte sich jedoch, dass kleine konformelle Änderungen der Verbindungen oft einen sehr geringen Einfluss auf die Ergebnisse der Methode haben (M2-Modulatoren, APZ). Bei der Untersuchung der NIQ-Daten zeigte sich, dass unter Verwendung der MaP-Standardparameter bereits die relevanten Eigenschaften der Moleküle charakterisiert werden können. Allerdings führte eine Erweiterung dieser Parameter zu einer Vereinfachung der Interpretation der Ergebnisse. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die Modellvalidierung strikt eingehalten werden muss. Der Vorteil der mathematischen Transformation der Rohdaten (SDZS) gegenüber der von GRIND verwendeten MACC-2 Transformation konnte mittels der KCO-Daten aufgezeigt werden. Das erhaltene Modell spiegelte sehr schön die bereits bekannten Struktur-Wirkungs-Beziehungen wider. Leider ist die publizierte Datenlage in diesem Falle noch nicht ausreichend, um einen abschließenden Vergleich der beiden konkurrierenden Techniken zu ermöglichen. Beim CAR-Datensatz war MaP in der Lage, neben der bekannten, relevanten strukturellen Allylalkoholgruppe ein weiteres strukturelles Merkmal zu identifizieren. Abschließend konnte gezeigt werden, dass MaP in der Lage ist, die für die Wechselwirkung zwischen Acetylcholinesterase und Ligand wichtigen Interaktionsstellen und Charakteristika eindeutig zu identifizieren (APZ-Datensatz). Diese Eigenschaften wurden zur besseren Interpretation der Ergebnisse in die Bindetasche projiziert. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen, dass die entwickelte Technik ein weites Anwendungsspektrum besitzt, leicht zu interpretieren ist und sich dabei durch ihre Robustheit auszeichnet. Vor allem aber liefert MaP aussagekräftige 3D-QSAR-Modelle. Bei der MaP-Methode handelt es sich jedoch nicht nur um einen neuen Moleküldeskriptor, sondern um eine Kombination aus Deskriptor, mathematischer Modellierung, Modellvalidierung und Modellvisualisierung. Obwohl MaP in Hinsicht auf Modellqualität und Modellinterpretierbarkeit Techniken wie zum Beispiel CoMFA in nichts nachsteht, sind aufgrund der einfachen und trotzdem hocheffizienten mathematischen Grundlagen folgende Erweiterungen denkbar: (1) als dreidimensionale Technik ist MaP von den Ausgangskonformationen der Moleküle abhängig. Findet sich im untersuchten Datensatz ein starres Molekül (M2-Modulatoren) oder aber sind Informationen über einen möglichen Bindungsmodus vorhanden, so können diese Konformationen relativ leicht erhalten werden. Da dies jedoch nicht immer der Fall ist, ist eine Erweiterung der Technik in die vierte Dimension (konformelle Flexibilität) wichtig. Dass dies prinzipiell möglich ist, konnte Hopfinger bereits zeigen. Da die mathematische Grundlage der MaP-Technik sehr einfach ist, sollte diese Art der Erweiterung in die vierte Dimension auch für MaP möglich sein. (2) Momentan ist der MaP-Deskriptor auf Verknüpfungen zwischen zwei Oberflächenpunkten beschränkt. Diese Einschränkung könnte dazu führen, dass Inkremente ein und derselben Variablen aus verschiedenen Teilen des Moleküls stammen. Wenn nur ein Teil davon Eigenschaften kodieren, die relevant für die Ligand-Rezeptor-Interaktion sind, könnte dies theoretisch zu Inkonsistenzen in dem resultierenden Modell führen. Bei den bislang untersuchten Datensätzen konnte dies noch nicht beobachtet werden. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass die MaP-Variablen zu einem gewissen Grad redundant sind, d.h. das selbe Phänomen kann durch verschiedene Variablen beschrieben werden. Von diesen redundanten Variablen werden durch die strenge Validierung diejenigen vom Suchalgorithmus der Variablenselektion identifiziert, die am wenigsten mit anderen Eigenschaften vermengt sind. Prinzipiell ist eine solche Problematik jedoch denkbar. Um die Wahrscheinlichkeit eines derartigen Phänomens weiter zu reduzieren, sollten die bisher genutzten Zweipunktverknüpfungen auf drei Punkte erweitert werden.
N2  - This thesis describes the development and validation of the novel 3D-QSAR technique Mapping Property Distributions of Molecular Surfaces (MaP). The method is invariant to translation and rotation. Hence a superimposition of the molecules prior to analysis is not necessary as opposed to field-based methods such as CoMFA. MaP characterises molecules with respect to their hydrogen bonding capabilities and their hydrophilicity / hydrophobicity. However, in contrast to atom-based approaches, MaP uses molecular surface properties for this description of the noncovalent binding forces relevant for receptor-ligand interaction. This property-based approach allows to describe the important interactions which form between the surfaces of receptor and ligand. In the following, the theoretical fundamentals of the MaP technique as well as the most important applications will be summarised. Radial distribution functions form the basis of the MaP descriptor. These are implemented as selective distance count statistics (SDCS) and allow the description of molecular shape as well as the distribution of different surface properties with a single vector. MaP variables themselves inherently encode the size of surface patches with particular properties in terms of the absolute number of counts and their relative position by the distance which separates the two properties under scrutiny. Surface properties are categorised based on atomic characteristics like the hydrogen bonding potential and the atomic hydrophobicity / hydrophilicity. Firstly, the atomic features are assigned by simple rules (hydrogen bonding) and substructure search routines (hydrophilicity / hydrophobicity), respectively. In a second step, they are projected onto the molecular surface. In order to make the mathematical transformation of the raw data into the SDCS possible, the molecular surface needs to be discretised by equally distributed surface points. Standard surface calculation algorithms like the GEPOL algorithm do not fulfil the requirement of equally distributed surface points. Consequently, the GEPOL algorithm was modified as to ensure a linear correlation between surface size and number of surface points. Unfortunately, this discretisation step bears the potential risk, that the translational and rotational invariance of the descriptor is lost. Hence, to avoid this undesirable feature of the descriptor, the molecules are canonicalised. When canonicalising a molecule its centre of mass is first translated into the origin of the coordinate system. Next a rotation matrix is computed which orients the molecules along their principal moments of inertia. These two steps render the surface (and thus the descriptor) translationally and rotationally invariant. To further reduce the discretisation error, the concept of fuzzy counts was introduced for the calculation of the MaP descriptor. Fuzzy counting means, that the two bins closest to the respective distance are incremented proportionally. That way, minor fluctuations due to the surface discretisation are compensated for. Identification of the most important variables (MIV) by variable selection is one of the key data modelling steps in the MaP procedure. For this task MaP employs a reverse-elemination-method tabu-search (REM-TS). For model interpretation these MIVs are back-projected onto the molecules. To further facilitate interpretation of the graphical output, fuzzy counts can be used to filter densely populated variables. One of the major drawbacks of variable selection in data modelling is the risk of chance correlations. Consequently, a strict validation procedure is applied to the MaP models. Apart from using the highly discriminative leave-multiple-out cross-validation as objective function in variable selection, permutation testing as well as test set prediction is applied. If a model passes all tests (validation steps), the risk of a chance correlation is very low. To validate the MaP descriptor and the quality of the models obtained with it, different data sets were investigated. Depending on the problem investigated, these data sets reflect different aspects of research. The first data set comprises structurally rigid compounds (steroids). It is frequently used as a ‘benchmark’ data set for novel QSAR techniques. The molecules of the second data set are structurally very heterogenous compounds with an eye-irritating potential (ECETOC). Members of the third data set include inhibitors of the endothelin-A receptor, that are highly clustered in data space (ETA). Another set of compounds comprises conformationally very flexible allosteric modulators of the muscarinic M2 receptors (M2-modulators). Due to this high flexibility of the compounds the data set is also used to validate the conformational dependence of the method. The NIQ data set which comprises naphthylisoquinolin derivatives with an antimalarial activity against Plasmodium falciparum was used to investigate the extension of the standard parameter set. To compare the mathematical transformation used by MaP with to the one used by GRIND (MACC-2 transformation), a set of compounds which increase the opening probability of ATP dependent potassium channels (KCO) was used. Another data set consisted of inhibitors of the nicotinic acetylcholine receptor (CAR), for which hitherto no QSAR study was performed. The last data set presented (APZ) was utilised to carry out a structure-based validation of the MaP method. Here it was examined, if the important ligand-enzyme interactions can be correctly identified by MaP. For this task, inhibitors of the actylcholine esterase (AChE) were used since a broad knowledge of the actual interactions are known from the different crystal structures available for AChE. From the obtained results the following conclusions can be drawn. When compared to already established 3D-QSAR techniques like CoMFA, CoMSIA, or GRID/PLS the models obtained with the MaP technique are of similar quality (steroids, ETA, M2-modulators). With the pursued property-based approach, even data sets comprising structurally highly diverse compounds can easily be modelled and the relevant information can be extracted (ECETOC). This is in contrast to techniques that need a superpositioning step of the molecules under study (e.g. CoMFA), for which these kind of data sets are hardly accessible. Furthermore, data sets with highly clustered objects can be modelled with MaP. Here MaP is able to extract not only intercluster, but also relevant intracluster information (ETA). Data sets with conformationally highly flexible molecules can also be modelled with good results employing MaP. However, it is important to keep in mind, that MaP, as every 3D-QSAR technique, is still sensitive to the molecular conformation. Nevertheless, it was found, that minor conformational changes of the molecules under study have a low impact on the results obtained with MaP (M2-modulators, APZ). Studying the NIQ data set it was found, that when applying the default parameters, MaP is already able to characterise the most relevant properties of the molecules under study. Yet, an extension of this parameter set resulted in a simplified interpretation of the obtained models. A necessity when using such an extension, however, is the strict model validation applied within MaP. The advantage of the mathematical transformation of the raw data using SDCS (MaP) over the MACC-2 transformation (GRIND) could be highlighted with the KCO data. Here, the model obtained was in full agreement with the available structure–activity relationships. Unfortunately, a complete comparison of the two techniques is currently not possible owing to comparatively few papers published. For the CAR data set, beside the important allyl alcohol group that was already known to be relevant for biological activity, it was possible to identify an additional important structural feature of the compounds under scrutiny. Finally, MaP is able to identify the relevant features as well as the interaction sites between the AChE and the respective ligand (APZ). To make the latter results easily understandable, a projection into the binding pocket of the enzyme was performed. The findings of these studies allow the conclusion, that MaP is widely applicable, easy to interpret and very robust. Most notably however, MaP produces meaningful and sensible 3D-QSAR models. Additionally, it should be emphasised, that MaP is not just yet another molecular descriptor, but a combination of molecular descriptor, mathematical modelling procedure, model validation and model visualisation. Even though MaP is comparable to standard 3D-QSAR techniques like CoMFA in terms of model quality and model interpretability, the following extension are conceivable owing to MaP’s simple but highly efficient fundamental mathematical principles: (1) As a three-dimensional technique, MaP is dependent on the molecular conformations employed. If the data set includes a rigid molecule (M2-modulators) or if information on a possible binding mode of the molecules is available, these conformations can be obtained comparatively easy. However, since these prerequisites are not always available, an extension of MaP to the fourth dimension (conformational flexibility) is important. Hopfinger showed, that in principle such an extension is possible. With the simple mathematical fundamentals of MaP, making use of this fourth dimension should be an achievable development step. (2) Currently, MaP is restricted to connections between two surface points. A numerical artefact of this constraint is, that the same variable might be incremented by surface areas of completely different parts of the molecule. Theoretically, if only a part of these encode properties that are relevant for the ligand-receptor interactions, this could lead to inconsistencies of the resulting model. One explanation why this was not the case thus far is, that MaP-variables are redundant up to a certain degree. Put differently, the same phenomena is explained by different variables. With the strict validation criteria applied within MaP, the search algorithm currently seems to select those variables, which exhibit the lowest confounding with others. Nevertheless, the aforementioned difficulties are possible. To further reduce the probability of such a situation, the two-point approach should extended to three points.
KW  - QSAR
KW  - translations- und rotationsinvariant
KW  - TRI
KW  - Chemometrie
KW  - Validierung
KW  - QSAR
KW  - translationally and rotationally invariant
KW  - TRI
KW  - chemometrics
KW  - validation
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8230
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zur Mühlen, Constantin von
T1  - Einfluss von supraphysiologisch dosiertem Testosteron auf das Remodeling nach Myokardinfarkt bei der Ratte
T1  - Effect of Testosterone on post-myocardial infarction remodeling and function
N2  - In den letzten Jahren wurden verstärkt die Auswirkungen von Androgenen auf das kardiovaskuläre System des Menschen untersucht, wobei das mögliche Wirkspektrum sowohl positive als auch negative Aspekte umfasst. Anzumerken ist jedoch, dass gerade negative Beobachtungen, wie der plötzliche Herztod von Bodybuildern nach Androgenmissbrauch, jeweils Einzelfalldarstellungen sind und klinische Studien hierzu fehlen. Epidemiologische Daten zeigen wiederum eine höhere Lebenserwartung von Männern nach Herzinfarkt im Vergleich zu Frauen. Es existieren jedoch keinerlei Angaben darüber, welchen Einfluss Androgene auf das kardiovaskuläre Remodeling nach einem Herzinfarkt haben. Dazu wurden von uns männliche Wistar-Ratten entweder orchiektomiert (ORCH), nicht orchiektomiert (PLAC) oder aber mit supraphysiologischen Dosierungen von Testosteronundecanoat (TUD) intramuskulär behandelt. Vierzehn Tage später erfolgte entweder eine Infarzierung (MI) oder Scheininfarzierung (SHAM) dieser Tiere, acht Wochen danach die kernspintomographische, echokardiographische und hämodynamische Evaluierung der linksventrikulären Funktion. Ferner wurden molekularbiologische Marker wie ANP, MHC und IGF-1 untersucht, um so das kardiale Remodeling näher zu charakterisieren. Bei den scheininfarzierten Tieren führte die Testosteronapplikation zu einer kardialen Hypertrophie (SHAM/TUD vs. SHAM/PLAC und SHAM/ORCH, p<0,02) ohne Erhöhung von ANP-mRNA. Der Quotient aus a/b-MHC war nach Testosteronbehandlung durch verstärkte Expression von a-MHC signifikant höher (SHAM/ORCH vs. SHAM/TUD, p<0,05). Als potentieller Mechanismus dieser Hypertrophieform war die Expression von IGF-1-mRNA fünffach erhöht (SHAM/PLAC und SHAM/ORCH vs. SHAM/TUD, p<0,05). Nach Infarzierung war die Infarktgrösse mit durchschnittlich 38 % und auch die infarktassoziierte Mortalität mit ca. 60% zwischen den Gruppen vergleichbar. Bei der auf das Körpergewicht bezogenen linksventrikulären Masse führte Testosteron zu einer signifikant verstärkten Hypertrophie (MI/TUD vs. MI/PLAC und MI/ORCH p<0,01), der linksventrikuläre enddiastolische Druck war unter Testosteronbehandlung niedriger (MI/TUD vs. MI/PLAC, 14±3 vs. 26±2 mmHg, p<0.02). Durch die Infarzierung erhöhte sich in allen Gruppen die Expression von ANP im Vergleich zu scheininfarzierten Tieren (SHAM vs. PLAC p<0,05), der Quotient aus a/b-MHC unterschied sich trotz testosteroninduzierter Hypertrophie innerhalb der infarzierten Gruppen nicht. Keine Unterschiede zeigten sich auch im myokardialen Kollagengehalt (MI/PLAC vs. MI/TUD vs. MI/ORCH 16.8±8% vs. 16.6±5% vs. 19.0±11%, p=ns). Chronische Testosteronbehandlung führte zu einer spezifischen kardialen Hypertrophie mit signifikanter Erhöhung des linksventrikulären Gewichtes, die nicht durch einen Anstieg von ANP als einem Marker der remodelinginduzierten Hypertrophie charakterisiert war. Ferner führte Testosteron zu einer verstärkten Expression der „schnellen“ a-MHC-Isoform, so dass der beim kardialen Remodeling sonst sinkende Quotient aus a/b-MHC unter Testosteronbehandlung nicht beobachtet wurde. Möglicherweise sind diese Effekte auf eine erhöhte Expression von IGF-1-mRNA zurückzuführen. Bei gleichzeitig erniedrigtem LVEDP als einem wichtigen Prognosefaktor der Herzinsuffizienz kann eine physiologische Form der Hypertrophie hypothetisiert werden. Testosteron scheint also am Herz ein spezifisches „physiologisches“ Hypertrophieprogramm zu induzieren, das die kardiale Funktion nach Myokardinfarkt möglicherweise langfristig positiv beeinflusst.
N2  - Effect of Testosterone on post-myocardial infarction remodeling and function Background: Men and women are differently affected by coronary artery disease, suggesting an important role of sex steroids. Moreover, testosterone (T) treatment is increasingly used in elderly males. Therefore, we examined effects of chronic anabolic T administration on left ventricular (LV) remodeling after myocardial infarction (MI). Methods: Adult male rats were treated with intramuscularly placebo, testosterone undecanoate (T), or were orchiectomized. After two weeks, animals underwent sham-operation (sham) or left coronary artery ligation. Left ventricular remodeling and function was assessed by serial magnetic resonance imaging (MRI) at weeks 2 and 8 and hemodynamic investigation at week 8. Results: In sham operated animals T administration increased serum T levels and led to cardiac hypertrophy, but not to an upregulation of ANP mRNA. The a/b-MHC-ratio was significantly higher after T treatment due to an increase in a-MHC. As a potential mechanism for this “physiologic” form of hypertrophy, IGF-1 mRNA expression was significantly increased in T treated animals. After coronary artery ligation, infarct size and mortality were similar among the groups. Left ventricular hypertrophy was enhanced by T treatment. However, in vivo LV end-diastolic pressure and wall stress were decreased by T, whereas other hemodynamic parameters (mean arterial pressure, cardiac output, etc) remained unchanged. Conclusion: Chronic anabolic T treatment led to a specific “physiologic” pattern of myocardial hypertrophy with a significant increase in LV weight, but without differences in ANP and with an upregulation in a/b-MHC, possibly mediated by IGF-1. Testosterone treatment had no detrimental effects following MI. Reduced wall stress and LVEDP may even improve long-term outcome.
KW  - Herzinfarkt
KW  - Hypertrophie
KW  - Remodeling
KW  - Androgene
KW  - myocardial infarction
KW  - hypertrophy
KW  - remodeling
KW  - androgens
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8111
ER  - 
TY  - THES
A1  - Oktabec, Peter
T1  - Die Langzeitprognose von Kindern mit  konnataler Hüftgelenksdysplasie unter besonderer Berücksichtigung der Muskelsonographie
T1  - The long term prognosis of children with hip dysplasia in aspect of ultrasound of the skeletal muscle
N2  - Die Hüftdysplasie zählt in Deutschland mit 2 bis 4% zu den häufigsten angeborenen Fehlbildungen. In den angloamerikanischen Ländern erfolgt die Diagnose überwiegend durch die klinische Untersuchung. Die frühzeitige Diagnostik ist dank der Hüftgelenkssonographie, die routinemässig im Rahmen der U3 in Deutschland seit dem 01.01.1996 durchgeführt wird, entschieden verbessert worden. Entscheidend für die Beantwortung der Frage nach der Effizienz des Sonographie-Screenings ist die Langzeitprognose der früh erfassten Kinder. Kontrolluntersuchungen werden nach Therapieabschluss einer Hüftgelenksfehlstellung im späteren Kindesalter häufig vernachlässigt. Wir haben versucht herauszufinden, ob es bei Kindern mit angeborener Hüftdysplasie der Altersgruppe 7-12 Auffälligkeiten und Unterschiede zu hüftgesunden Kindern deselben Alters gibt. Unser Hauptaugenmerk lag auf der Myosonographie der Quadricepsgruppe. Die Studie hat erfreulicherweise gezeigt, dass die ehemals hüftkranken Kinder sich gleichermassn entwickelt haben wie ihre hüftgesunden Altersgenossen. Wir haben zudem eine auffallend höhere sportliche Aktivität der ehemals hüftkranken Kinder feststellen können.
N2  - Dysplasia of the hip is one of the most spread diseases in early childhood in Germany. In most western countries the diagnosis is made by clinical tests. Since 1st of January 1996, in Germany in addition to clinical tests, pediatrics make an ultrasound of the hip regularly early after birth. We tried to find out, if long term prognosis of children with former hip dysplasia, now aged 7 to 12, can be made. We especially considered the ultrasound of muscles of the quadriceps group and compared our datas to those of healthy children. Fortunately, we couldn`t find any negative aspect in comparison, but even found out, that children with former hip dysplasia do more sports than those of our healthy group of control.
KW  - Hüftdysplasie
KW  - Myosonographie
KW  - Langzeitprognose
KW  - hip dysplasia
KW  - ultrasound of muscles
KW  - long term prognosis
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8291
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schneider, Sebastian
T1  - Karpale Bandverletzungen - Vergleich der direkten MR-Arthrographie mit der diagnostischen Arthroskopie unter Berücksichtigung von Partialdefekten des skapholunären Bandes, des lunatotriquetralen Bandes sowie des TFCC
T1  - Direct MR Arthrography of the wrist – Value in Detecting Complete and Partial Defects of intrinsic Ligaments and the TFCC in Comparison with Arthroscopy
N2  - Evaluation von Defekten des triangulären fibrokartilaginären Komplexes (TFCC) und der intrinsischen Bänder des Handgelenkes mit der direkten MR-Arthrographie im Vergleich zur diagnostischen Arthroskopie unter besonderer Berücksichtigung von Partialdefekten. Material und Methoden: 75 direkte MR-Arthrographien des Handgelenkes (intraartikuläre Injektion eines Gemisches aus Gadoliniumchelaten und Iotrolan) wurden von zwei erfahrenen Radiologen im Konsens ausgewertet. Es wurden T1-gewichtete Spin-Echo(SE)-Sequenzen in frontaler und sagittaler sowie Fast low angle shot (FLASH) 3D-Sequenzen in frontaler Schichtung akquiriert. Läsionen des skapholunären Bandes wurden entsprechend den Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Handchirurgie (DGH), Läsionen des lunatotriquetralen Bandes nach Hempfling, Läsionen des TFCC nach Palmer eingeteilt. Anschließend wurden die Befunde mit der Arthroskopie als Referenzstandard korreliert. Ergebnisse: Für die Verletzungen der intrinsischen Bänder und des TFCC waren die Sensitivitäten und Spezifitäten für Komplettrupturen 96% und 99,6% (T1-SE) bzw. 92% und 100% (FLASH 3D), für Partialdefekte 68,1% und 93,3% (T1-SE) bzw. 63% und 96,1% (FLASH 3D). Die T1-SE-Sequenz eignete sich für die Einschätzung skapholunärer Banddefekte besser als die FLASH 3D-Sequenz (p < 0,05). Für Partialdefekte das skapholunären Bandes wurde mit der T1-SE-Sequenz eine Sensitivität von 83,3%, mit der FLASH 3D-Sequenz von 64,7% erreicht. Schlussfolgerung: Die direkte MR-Arthrographie ist bei der Einschätzung von Komplettrupturen der intrinsischen Bänder und des TFCC der diagnostischen Arthroskopie gleichwertig. Mit der T1-SE-Sequenz sind Partialdefekte des skapholunären Bandes im Vergleich zur Arthroskopie mit ausreichender Sicherheit erkennbar. Die T1-SE-Sequenz war hierfür der FLASH 3D-Sequenz überlegen (p < 0,05) und sollte bei der Einschätzung skapholunärer Partialdefekte bevorzugt werden. Die Einschätzung des lunatotriquetralen Bandes gelingt nicht zuverlässig.
N2  - To assess the value of two-compartment magnetic resonance (MR) wrist arthrography in comparison with arthroscopy for the evaluation of defects of the triangular fibrocartilage complex (TFCC) and intrinsic ligaments in patients with refractory wrist pain. The direct MR arthrographics were evaluated following arthroscopy classification with consideration of complete and partial defects. The distinction between these types of lesions has clinical implications for treatment procedures such as cast immobilization, arthroscopic debridement, surgical repair or partial intercarpal arthrodesis. Materials and Methods: Seventy-five patients (25 female, 50 males, mean age 38.3 years) who suffered from refractory wrist pain without radiography evidence of carpal instability underwent two-compartment wrist MR arthrography. Under aseptic conditions a solution of gadopentate dimeglumine and iodinated contrast agent (concentration 2.5mmol/l) was injected into the radiocarpal and midcarpal joints under fluorscopy guidance. Using a scanner of 1.5T field strength and a wrist-coil following sequences were acquired: coronary and sagittal T1-weighted spin-echo (SE) sequences (TR 500ms, TE 25ms, matrix 512*512, 3mm) and coronary fast low angle shot (FLASH) 3D sequences (TR 24ms, TE 11ms, matrix 256*256, 1.5mm, flip angle 50 degrees). All patients underwent subsequent arthroscopy of the wrist. The direct MR arthrographies were evaluated retrospectively by two observers experienced in the diagnosis of wrist pathology. They were not aware of the clinical, arthrographic and arthroscopic findings. Pathology of the scapholunate ligament was classified according to the guidelines of the German Society of Hand Surgery (DGH), lesions of the lunotriquetral ligament according to Hempfling and lesions of the TFCC according to Palmer. Results: Twenty-five complete and 47 partial defects were detected arthroscopically (TFCC: 21/20, scapholunate ligament: 3/18, lunotriquetral ligament: 1/9). The TFCC showed a higher prevalence for degenerative lesions (11 type 2C-lesions and 20 type 2A/B-lesions) than for traumatic lesions (5 type 1A-lesions, 5 type 1D-lesions). For direct MR arthrography , the obtained sensitivities and specificities in assessing complete defects were 96% and 99.6% (T1-weigthed SE) and 92% and 100% (FLASH 3D), respectively. For all partial defects, sensitivities and specificities were 68.1% and 93.3% (T1-weigthed SE) and 63% and 96.1% (FLASH 3D), respectively. For depicting partial defects of the scapholunate ligament the T1-weigthed SE sequence (83.3/95.5%) was superior to the FLASH 3D sequence (64.7/96.6%), p < 00.5. For the evaluation of the TFCC (T1-weigthed SE: 65/94.4%, FLASH 3D: 70/94.6%) and the lunotriquetral ligament (T1-weigthed SE: 44/89.4%, FLASH 3D: 44/96.7%), direct MR arthrography showed an insufficient correlation with arthroscopy. Conclusion: Direct MR arthrography proved to be of equal value compared with diagnostic arthroscopy in detecting complete defects of the intrinsic ligaments and the TFCC. The method has the potential of replacing diagnostic arthroscopy for the evaluation of the intrinsic ligaments and the TFCC. The T1-weigthed SE sequence appeared to be superior to the FLASH 3D sequence in evaluating partial defects of the scapholunate ligament. Direct MR arthrography did not reliably detect partial defects of the TFCC and the lunotriquetral ligament.
KW  - MRT
KW  - Arthroskopie
KW  - MR-Arthrographie
KW  - Hand
KW  - Bänder
KW  - TFCC
KW  - MRI
KW  - arthroscopy
KW  - MR arthrography
KW  - wrist
KW  - ligaments
KW  - TFCC
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7970
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TY  - THES
A1  - Fischer, Matthias
T1  - Lokalisierung eines Gedächtnisses bei Drosophila melanogaster
T1  - Localization of a Memory in Drosophila
N2  - Es konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, daß das olfaktorische Kurzzeitgedächtnis von Drosophila melanogaster in den Pilzkörpern lokalisiert ist. Zu Beginn dieser Doktorarbeit war bekannt, daß die Pilzkörper notwendig für das Geruchsgedächtnis sind. Drei unabhängige Methoden der Ablation bzw. Veränderung der biochemischen Eigenschaften der Pilzkörper hatten zu dem selben Ergebnis geführt, daß funktionierende Pilzkörper unentbehrlich für den Aufbau eines Geruchsgedächtnisses sind. Noch informativer als ein Experiment, in dem durch Zerstörung einer Struktur eine Leistung unmöglich gemacht wird ist der umgekehrte Weg, der durch einen gewebespezifischen „rescue“ die Leistung wiederherstellt. Dazu wurde in dieser Arbeit das wildtypische Allel des Gens rutabaga in rut-mutanten Fliegen mit Hilfe des Gal4/UAS-Systems ausschließlich in den Pilzkörpern, bzw., im Gegenexperiment, nur außerhalb der Pilzkörper zur Expression gebracht. rut kodiert für die Adenylatcyclase I, die mit synaptischer Plastizität bei Drosophila, Aplysia und Mäusen in Verbindung gebracht wird. Man geht davon aus, daß synaptische Plastizität die molekulare Grundlage für Lernen und Gedächtnis ist. Die AC I stellt cAMP her, dessen Menge und präzise Regulation die Übertragungsstärke an Neuronen beeinflußt. Eine Störung dieses Signalweges z. B. durch die rut-Mutation führt zu einer Beeinträchtigung des Gedächtnisses bei Drosophila. rut wurde mit Hilfe des in Drosophila etablierten Gal4/UAS-Systems exprimiert: Der gewebespezifisch aktive Hefe-Transkriptionsfaktor Gal4 führt dazu, daß das hinter einen Gal4-spezifischen UAS-Promotor klonierte wildtypische rut-Gen in denjenigen Zellen transkribiert wird, in denen der Transkriptionsfaktor vorhanden ist. Dies wurde in einer rut-Mutante durchgeführt, so daß in allen anderen Zellen keine funktionierende AC I vorhanden war. Die rut-abhängige synaptische Plastizität wurde damit ausschließlich auf die gewünschten Regionen beschränkt. Das Expressionsmuster der Gal4-Linien wurde durch Immuncytochemie (Anti-Tau) sichtbar gemacht. Diese Fliegen wurden in einem klassischen Konditionierungsexperiment auf ihr Geruchs-Gedächtnis untersucht. Dazu wurden einer Gruppe von Fliegen nacheinander 2 Gerüche präsentiert, von denen einer mit Elektroschocks gepaart war. Nach ca. 2 min konnten diese Fliegen sich für einen der beiden Gerüche entscheiden, die nun gleichzeitig aus 2 unterschiedlichen Richtungen dargeboten wurden. Je nach Lernleistung entschieden sich mehr oder weniger Fliegen für den vorher unbestraften Geruch. Es ergab sich, daß der Ort im Gehirn, an dem die wildtypische AC I exprimiert wurde, über die Höhe des Gedächtniswertes entschied: Die AC I ausschließlich in den Pilzkörpern gewährte ein völlig normales Gedächtnis, wogegen die AC I außerhalb der Pilzkörper das Gedächtnis nicht gegenüber der rut-Mutante verbessern konnte. Die Analyse der Expressionsverteilung von insgesamt 9 getesteten Fliegenlinien mißt überdies dem &#61543;-Lobus des Pilzkörpers eine besondere Bedeutung bei und läßt den Schluß zu, daß das hier untersuchte Gedächtnis ausschließlich in den &#61543;-Loben lokalisiert ist. Dieses erfolgreiche rut-„rescue“ - Experiment zeigt, daß rut-abhängige synaptische Plastizität ausschließlich in den Pilzkörpern ausreichend für ein wildtypisches Gedächtnis ist. Dieses Ergebnis vervollständigt die Erkenntnisse von den Pilzkörper-Ablationsexperimenten insofern, als nun die Aussage zutrifft, daß die Pilzkörper notwendig und hinreichend für das olfaktorische Kurzzeitgedächtnis sind.
N2  - Memories are thought to be due to lasting synaptic modifications in the brain. The search for memory traces has relied predominantly on determining regions that are necessary for the process. However, a more informative approach is to define the smallest sufficient set of brain structures. The rutabaga adenylyl cyclase, an enzyme that is ubiquitously expressed in the Drosophila brain and that mediates synaptic plasticity, is needed exclusively in the Kenyon cells of the mushroom bodies for a component of olfactory short-term memory. This demonstrates that synaptic plasticity in a small brain region can be sufficient for memory formation.
KW  - Gedächtnis
KW  - Drosophila
KW  - Pilzkörper
KW  - rutabaga
KW  - memory
KW  - Drosophila
KW  - mushroom-body
KW  - rutabaga
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8050
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TY  - THES
A1  - Sagebiel, Carolin
T1  - Funktionelle und kephalometrische Untersuchungen nach Collumfrakturen im Kindesalter - eine Langzeitbeobachtung -
T1  - Functional and cephalometric analysis after collum fractures during childhood - a longterm follow-up
N2  - In der vorliegenden Studie wurden laterale Fernröntgenbilder und Funktionsanalysen von 28 Patienten (11 männlich, 17 weiblich) ausgewertet, die sich aufgrund einer Kiefergelenkfortsatzfraktur zwischen 1973 und 1995 in der Poliklinik für Kieferorthopädie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg vorgestellt haben und ausschließlich konservativ mittels funktionskieferorthopädischer Apparate behandelt wurden. Alle Patienten befanden sich zum Zeitpunkt der Collumfraktur im präpubertären Alter und wurden durchschnittlich 11,2 Jahre bis zum Wachstumsende weiter nachuntersucht. Untersucht wurde in dieser Studie, wie sich das Wachstum des Unterkiefers von Patienten mit einer präpubertären Collumfraktur unter der konservativen funktionskieferorthopädischen Therapie mit einem Bionator verhält und wie sich dieses anhand skelettaler kephalometrischer Parameter objektivieren lässt. Bei der klinischen Nachuntersuchung fand sich in keinem Fall eine Einschränkung der maximalen Mundöffnung von unter 30 mm nach Abschluss der Behandlung. Die maximale Schneidekantendistanz betrug zum Ende der Behandlung und des Wachstums 48,8 mm. Bei den untersuchten Personen wiesen jeweils 7% (n=2) eine eingeschränkte Protrusion oder Laterotrusion auf. Bei den palpatorischen Gelenkbefunden wurde bei 10,3% der Patienten eine einseitige, bei 3,6% eine beidseitige Druckschmerzhaftigkeit der Kondylen gefunden. Bei 50% (n=14) der Patienten konnte objektiv ein Kiefergelenksknacken beobachtet werden. Über 80% der Patienten hatten bei der Palpation der Kaumuskulatur keine Druckschmerzhaftigkeit. Der in dieser Studie ermittelte funktionelle Status von Patienten mit einer präpubertären Collumfraktur erwies sich somit mit wenigen Ausnahmen bei der Protrusion und Laterotrusion als uneingeschränkt. Die Schmerzsymptomatik von Kaumuskulatur und Kiefergelenk und das Vorliegen von Kiefergelenksgeräuschen wurde als sehr gering eingestuft und lag weit unter den epidemiologischen Werten, die an Durchschnittskollektiven in der Literatur beschrieben wurden. Die kephalometrische Analyse wurde zu 5 verschiedenen Untersuchungszeitpunkten, direkt nach der Fraktur bis zum Wachstumsende, ermittelt und ausgewertet. Hierzu wurden die Wachstumsverläufe der einzelnen Parameter graphisch dargestellt. Zur genaueren Beurteilung wurden die ermittelten kephalometrischen Parameter mit den Normwerten unbehandelter Probanden in der gleichen Altersstufe verglichen. Ausgewertet wurden die wachstumsabhängigen Parameter PFH:AFH, die Winkel SNB, SN-Pg, ML-NL, ML-NSL, NL-NSL, Gonion, Facialkonvexität und die wachstumsabhängigen Strecken Gonion-Menton, Sella-Nasion, Condylion-Pogonion. Des weiteren wurden die wachstumsstabilen Winkel Facialachse, SNA, NS-Ba ausgewertet und mit den Werten unbehandelter Probanden verglichen. Es kann aufgrund der vorausgegangenen Collumfraktur zu einer dorsal-kranial Verlagerung mit Rotation des Unterkiefers gekommen sein, die nur partiell ausgeglichen werden konnte. Besonders hervorzuheben ist, dass die wachstumsabhängigen Strecken Go-Me und S-N exakt die Werte des unbehandelten, gesunden Probandenkollektivs erreicht, was darauf hindeutet, dass das Wachstum des horizontalen Unterkieferkörpers nach einer Collumfraktur nicht beeinträchtigt ist. Die Beurteilung hinsichtlich der funktionellen und kephalometrischen Analyse fällt insgesamt positiv aus. Es ist zu erkennen, dass Patienten mit einer präpubertären Collumfraktur durch eine konservativ-funktionskieferorthopädische Behandlung mit einem Bionator nach Wachstumsende in der Funktion uneingeschränkt sind und auch die Auswertung der kephalometrischen Analyse zeigt eine Annäherung an die normalen Wachstumveränderungen bei unbehandelten Probanden.
N2  - In the present study teleradiographs and the functional status of 28 patients (11 male and 17 female) treated exclusively conservatively by means of functional orthodontical appliances for collum fractures between 1973 and 1995 in the department of orthodontics at the Bavarian Julius Maximilians University Wuerzburg were evaluated At the time of the accident patients were in prepubertal age and on the average 11.2 years old. Examination was continued up to adulthood. The aim of the present study was to determine how the growths of the mandible of patients with a prepubertal collum fracture treated by means of conservative functional orthodontical therapy with a bionator develops and whether this can be objectived by skeletal cephalometric parameters. The results indicate that patients with prepubertal temporomandibular joint fractures treated by conservative functional orthodontical appliances have an unrestricted development of the mandible as determined by functional and cephalometric parameters.
KW  - Collumfraktur
KW  - Kephalometrie
KW  - Funktionsanalyse
KW  - Kiefergelenksfraktur
KW  - Bionator
KW  - collum fracture
KW  - cephalometry
KW  - functional analysis
KW  - temporomandibular joint fracture
KW  - bionator
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7717
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TY  - THES
A1  - Lang, Gerhard
T1  - Isolierung und Charakterisierung neuer Naturstoffe aus Schwamm-assoziierten Mikroorganismen
T1  - Isolation and Characterization of Novel Natural Products from Sponge-Associated Microorganisms
N2  - Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Suche nach neuen biologisch aktiven Naturstoffen in Mikroorganismen, welche aus verschiedenen Schwämmen des Mittelmeeres isoliert wurden. Durch die Verwendung mit der Hochdruckflüssigchromatographie (HPLC) gekoppelter spektroskopischer Methoden war es dabei möglich, bekannte Sekundärmetabolite frühzeitig zu erkennen und so die Suche nach neuen Naturstoffen besonders effizient zu gestalten. Dabei wurden neben den gängigen Verfahren HPLC-UV und HPLC-MS auch HPLC-NMR und HPLC-CD eingesetzt. Auf diese Weise nicht als bekannt identifizierte Verbindungen wurden isoliert, ihre Strukturen durch NMR- und MS-Methoden aufgeklärt und die Reinsubstanzen verschiedenen Tests auf biologische Aktivitäten unterzogen. Insgesamt wurden auf diese Weise 13 neue und 21 bekannte Naturstoffe gefunden.
N2  - The aim of the present thesis was the search for novel bioactive secondary metabolites from microorganisms isolated from various sponges of the Mediterranean Sea. Using High Performance Liquid Chromatography (HPLC) coupled to different spectroscopic detection methods, it was possible to recognize the known metabolites of the fungi and bacteria at an early stage, and thus to concentrate on the isolation of new compounds. Besides the common methods HPLC-UV and HPLC-MS, also HPLC-NMR and HPLC-CD were applied. Compounds not identified with the forementioned methods were isolated, their structures were elucidated with NMR- and MS-experiments, and the pure compounds were tested for various biological activities. Thus a total of 13 new and 21 known compounds were identified.
KW  - Marine Pilze
KW  - Sekundärmetabolit
KW  - Isolierung <Chemie>
KW  - Naturstoffe
KW  - Isolierung
KW  - Pilze
KW  - Bakterien
KW  - Schwämme
KW  - Natural Products
KW  - Isolation
KW  - Fungi
KW  - Bacteria
KW  - Sponges
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8120
ER  -