Typescript (photocopy)

A comparative survey of the maximum catalytic activities in vitro of 2-oxoglutarate dehydrogenase and pyruvate dehydrogenase in muscles throughout the animal kingdom was carried out. Knowledge of the quantitative nature of the TCA cycle enabled the physiological function and metabolic characteristics of these muscles to be discussed in detail (Chapters Four and Five).

Um das Verhalten von Actiniden im Menschen (Stoffwechsel), in geologischen und in biologischen Systemen vorherzusagen, ist es erforderlich deren Speziation genau zu kennen. Zur Bestimmung dieser wird das chemische Verhalten des Urans hinsichtlich Komplexbildungsreaktionen und Redoxreaktionen in Modellsystemen untersucht. Anhand der gewonnenen thermodynamischen Konstanten und dem Redoxverhalten können Risikoabschätzungen für das jeweilige untersuchte System getroffen werden. Das umweltrelevante Uran(IV)-Uran(VI)-Redoxsystem besitzt mit der metastabilen fünfwertigen Oxidationsstufe einen zumeist kurzlebigen Zwischenzustand. Innerhalb dieser Arbeit gelang es erstmalig die Uran(V)-Fluoreszenz mittels laserspektroskopischer Methoden nach zu weisen. Beispielsweise konnte das Bandenmaximum von aquatischem Uranyl(V) im perchlorhaltigem Medium (λex = 255 nm) mit 440 nm, bei einer Fluoreszenzlebensdauer von 1,10 ± 0,02 μs bestimmt werden. Die fluoreszenzspektroskopische Untersuchung eines aquatischen [U(V)O2(CO3)3]5--Komplexes (λex= 255 nm und 408 nm) zeigte bei Raumtemperatur keine Fluoreszenz. Durch Anwendung der Tieftemperaturtechnik wurden bekannte Quencheffekte des Carbonats unterdrückt, so dass bei beiden Anregungswellenlängen ein für Uran(V) typisches Fluoreszenzspektrum im Bereich von 375 nm bis 450 nm, mit Bandenmaxima bei 401,5 nm (λex = 255 nm) und 413,0 nm (λex = 408 nm) detektiert werden konnte. Darüber hinaus konnte bei 153 K (λex = 255 nm) eine Fluoreszenzlebensdauer von 120 ± 0,1 μs bestimmt werden. Untersetzt wurden diese fluoreszenzspektroskopischen Nachweise durch mikroskopische Studien verschiedener Uran(IV)-Festphasen (Uraninit…UO2, Uran(IV)-Tetrachlorid…UCl4) und einer sulfathaltigen Uran(IV)-Lösung (UIVSO4). Diese wurden durch kontinuierliche Sauerstoffzufuhr zu Uran(VI) oxidiert. Die ablaufende Oxidation wurde mit dem konfokalen Laser Scanning Mikroskop (CLSM) verfolgt, wobei die Proben mit einer Wellenlänge von 408 nm zur Fluoreszenz angeregt wurden. Die auftretenden Bandenmaxima bei 445,5 nm (UO2), bei 445,5 nm (UCl4) und bei 440,0 nm (UIVSO4) konnten eindeutig der Uran(V)-Fluoreszenz zugeordnet werden. Zur Bestimmung thermodynamischer Konstanten mit Hilfe der Tieftemperaturfluoreszenz wurde zunächst der Einfluss der Temperatur auf das Fluoreszenzverhalten des freien Uranyl(VI)-Ions näher betrachtet. Es zeigte sich, dass mit Erwärmung der Probe (T>298 K) die Fluoreszenzlebensdauer von 1,88 μs (298 K) deutlich absinkt. Die Fluoreszenzintensität verringerte sich dabei um 2,3 % pro 1 K zwischen 273 K und 313 K. Im Gegensatz dazu, steigt die Fluoreszenzlebensdauer um das 150-fache auf 257,9 μs bei einer Verminderung der Temperatur (T <298 K) auf 153 K. Das weitere Absenken der Temperatur (T <153 K) zeigte keinen Einfluss auf die Fluoreszenzlebensdauer. Die Lage der Hauptemissionsbanden des freien Uranyl(VI)-Ions (488,0 nm, 509,4 nm, 532,4 nm, 558,0 nm, 586,0 nm) zeigte bei diesen Untersuchungen keine temperaturabhängige Verschiebung. Die Validierung der Tieftemperaturtechnik zur Bestimmung thermodynamischer Konstanten mittels zeitaufgelöster laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie erfolgte anhand des Uran(VI)-Citrat-Systems. Im Gegensatz zu bisherigen fluoreszenzspektroskopischen Betrachtungen bei Raumtemperatur wurde das Fluoreszenzsignal bei tiefen Temperaturen mit einsetzender Komplexierung nicht gequencht, woraus die Ausprägung einer gut interpretierbaren Fluoreszenz resultierte. Die Analyse der spektralen Daten mit SPECFIT ergaben mit log β 101 = 7,24 ± 0,16 für den [UO2(Cit)]--Komplex und log β 202 = 18,90 ± 0,26 für den [(UO2)2(Cit)2]2--Komplex exakt die in der Literatur angegebenen Stabilitätskonstanten. Zudem konnten Einzelkomponentenspektren mit Bandenmaxima bei 475,3 nm, 591,8 nm, 513,5 nm, 537,0 nm und 561,9 nm für den 1:0:1-Komplex und 483,6 nm, 502,7 nm, 524,5 nm, 548,1 nm und 574,0 nm für den 2:0:2-Komplex und Fluoreszenzlebensdauern von 79 ± 15 μs (1:0:1) und 10 ± 3 μs (2:0:2) bestimmt werden. Zur Modellkomplexierung des Uran-Citrat-Systems wurde in dieser Arbeit auch das Komplexbildungsverhalten von U(IV) in Gegenwart von Citronensäure untersucht. Hierbei wurden über den gesamten pH-Wertbereich gelöste Uran-Citrat-Spezies spektroskopisch nachgewiesen und die Stabilitätskonstanten sowie die Einzelkomponentenspektren für die neu gebildeten Uran(IV) und (VI)-Spezies bestimmt. Für die neu gebildeten Citrat-Komplexe des sechswertigen Urans wurden Komplexbildungskonstanten von log β 203 = 22,67 ± 0,34 ([(UO2)2(Cit)3]5-) und log β 103 = 12,35 ± 0,22 ([UO2(Cit)3]7-) und für die Komplexe des vierwertigen Urans von log β 1-21 = -9,74 ± 0,23 ([U(OH)2Cit]-) und log β 1-31 = -20,36 ± 0,22 ([U(OH)3Cit]2-) bestimmt. Untersuchungen zum Redoxverhalten von Uran in Gegenwart von Citronensäure zeigten unter aeroben und anaeroben Versuchsbedingungen eine photochemische Reduktion vom U(VI) zu U(IV), welche spektroskopisch nachgewiesen werden konnte. Dabei zeigt speziell die Reaktion unter oxidierenden Bedingungen, welchen großen Einfluss vor allem organischen Liganden auf das chemische Verhalten des Urans haben können. Sowohl die Reduktion unter O2- als auch die unter N2-Atmosphäre, weisen ein Maximum bei einem pH-Wert von 3,5 bis 4 auf. Unter anaeroben Bedingungen reduziert die Citronensäure mit ca. 66 %, 14 % mehr Uran(VI) zu Uran(IV) als unter anaeroben Bedingungen mit ca. 52 %. Ab einem pH-Wert von 7 konnte eine Reduktion nur unter sauerstofffreien Bedingungen festgestellt werden. Die Wechselwirkung von U(VI) in Gegenwart von Glucose wurde hinsichtlich Reduktion und Komplexierung des Uran(VI) betrachtet. Mit Hilfe der zeitaufgelösten laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen wurde dabei ein Uranyl(VI)-Glucose-Komplex nachgewiesen. Die Komplexierung wurde lediglich bei pH 5 beobachtet und weist eine Komplexbildungskonstante von log β I=0,1 M = 15,25 ± 0,96 für den [UO2(C6H12O6)]2+-Komplex auf. Mit einer Fluoreszenzlebensdauer von 20,9 ± 2,9 μs und den Hauptemissionsbanden bei 499,0nm, 512,1 nm, 525,2 nm, 541,7 nm und 559,3 nm konnte der Uranyl(VI)-Glucose-Komplex fluoreszenzspektroskopisch charakterisiert werden. Unter reduzierenden Bedingungen wurde, ab pH-Wert 4 eine auftretende Umwandlung vom sechswertigen zum vierwertigen Uran durch Glucose in Gegenwart von Licht beobachtet. Der Anteil an gebildetem Uran(IV) steigt asymptotischen bis zu einem pH-Wert von 9, wo das Maximum mit 16 % bestimmt wurde. Als Reaktionsprodukt der Redoxreaktion wurde eine Uran(VI)-Uran(IV)-Mischphase mit der Summenformel [UIV(UVIO2)5(OH)2]12+ identifiziert. Mit Hilfe der cryo-TRLFS wurde, durch Verminderung von Quencheffekten die Uranspeziation in natürlichen Medien (Urin, Mineralwasser) direkt bestimmt. Proben mit Uran-Konzentrationen von < 0,1 μg/L konnten dadurch analysiert werden. In handelsüblichen Mineralwässern wurde die zu erwartende Komplexierung durch Carbonat nachgewiesen. Im Urin zeigte sich in Abhängigkeit vom pH-Wert eine unterschiedliche Uranspeziation. Die fluoreszenzspektroskopische Untersuchung wies bei niedrigerem pH-Wert (pH<6) eine Mischung aus Citrat- und Phosphat-Komplexierung des U(VI) und bei höheren pH-Wert (pH>6) eine deutliche Beteilung von Carbonat an der Komplexierung auf. Diese Ergebnisse stehen in sehr guter Übereinstimmung mit theoretischen Modellrechnungen zur Uranspeziation im Urin. Die in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass für eine zuverlässigere Prognose des Urantransportes in Geo- und Biosphäre in Zukunft nicht nur Betrachtungen zur Komplexchemie, sondern auch zum Redoxverhalten des Urans nötig sind, um die Mobilität in der Natur richtig abschätzen zu können.

Thesis (M.D.S.) - Department of Dental Health, University of Adelaide, 1982. / Typescript (photocopy).

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1983.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1984.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1984.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1983.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1953. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 57-58).

Pesquisas prévias evidenciaram que a desmineralização óssea com ácido cítrico melhora a consolidação de enxertos autógenos em bloco e favorece o espalhamento e a morfologia de pré-osteoblastos em cultura. Os resultados promissores encontrados com o ácido cítrico levantaram a suspeita de que a tetraciclina ácida pudesse suscitar efeitos semelhantes. Assim, este estudo se propôs a avaliar comparativamente o comportamento de células pré-osteoblásticas MC3T3-E1 cultivadas sobre superfícies ósseas de calvária de ratos desmineralizadas com tetraciclina ácida (50mg/mL) e com ácido cítrico (10%, pH1) em diferentes tempos de aplicação. Foram removidas 126 amostras ósseas bicorticais da calvária de 63 ratos Wistar adultos machos empregando broca trefina de 5 milímetros de diâmetro. As amostras foram distribuídas aleatoriamente em um dos seguintes grupos de estudo (n=18): AC 15 no qual as amostras foram desmineralizadas por ácido cítrico durante 15 segundos; AC 30, no qual as amostras foram desmineralizadas por ácido cítrico durante 30 segundos; AC 60, no qual as amostras foram desmineralizadas por ácido cítrico durante 60 segundos; TCN 15 no qual as amostras foram desmineralizadas por tetraciclina durante 15 segundos; TCN 30, no qual as amostras foram desmineralizadas por tetraciclina durante 30 segundos; TCN 60, no qual as amostras foram desmineralizadas por tetraciclina durante 60 segundos e C, grupo controle formado por amostras não desmineralizadas. Os pré-osteoblastos foram cultivados sobre as amostras por 24, 48 e 72 horas (n= 6) para serem examinadas à microscopia eletrônica de varredura. Vinte e uma amostras coletadas de outros 11 animais foram distribuídas entre os mesmos grupos e analisadas com espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para análise da composição química superficial (n=3). A área de recobrimento superficial por células foi significantemente maior após 24 e 48 horas de cultura nos grupos AC15 (60,38% e 100% respectivamente), AC30 (99,32% e 100% respectivamente), AC60 (99,22% e 100% respectivamente), TCN15 (96,73% e 70,24% respectivamente) e TCN30 (64,72% e 57,40% respectivamente) do que nos grupos TCN60 (9,67% e 51,45% respectivamente) e C (5,99% e 31,83% respectivamente). Às 72 horas os grupos apresentaram recobrimento praticamente completo das superfícies ósseas por células, com exceção do grupo TCN60 (56,15%). As células apresentaram-se com morfologia compatível com em estágios mais avançados de diferenciação nos grupos que sofreram desmineralização do que no controle. As variações nas porcentagens anatômicas (A%) dos elementos C, O, Na, Mg, P e Ca foram insuficientes para justificar mudanças no comportamento celular. Concluiu-se que a desmineralização quer por ácido cítrico ou tetraciclina de superfícies ósseas são favoráveis para o crescimento e diferenciação de células pré-osteblásticas especialmente quando empregada conforme os grupos AC30 e TCN15. Os mecanismos por trás desses resultados ainda carecem de elucidação. / Previous researches have demonstrated that bone demineralisation by citric acid improves the consolidation of bone autografts and promotes spreading and morphology of pre-osteoblasts in culture. The promising results with citric acid raised the suspicion that tetracycline could elicit similar effects. Thus, the aim of this study was to comparatively evaluate the behavior of pre-osteoblastic MC3T3-E1 cultured on bone surfaces of rat calvaria demineralized with tetracycline (50mg / ml) and citric acid (10%, pH1) at different times of application. 126 bicortical samples were removed from the calvarial bone of 63 adult male Wistar rats using trephine drill of 5 mm in diameter. Samples were randomly assigned to one of the following study groups (n = 18) AC 15 in which the samples were demineralized by citric acid for 15 seconds; AC 30, in which the samples were demineralized by citric acid for 30 seconds; AC 60 wherein the samples were demineralized by citric acid for 60 seconds; TCN 15 in which the samples were demineralized tetracycline for 15 seconds; TCN 30, in which the samples were demineralized tetracycline for 30 seconds; TCN 60 wherein the samples were demineralized tetracycline for 60 seconds, and C, control group of samples not demineralized. The pre-osteoblasts were cultured on the samples for 24, 48 and 72 hours (n = 6) to be examined in the scanning electron microscope. Twenty-one samples were collected from other 11 animals and were distributed among the same groups for analysis of the surface chemical composition by energy dispersive spectroscopy (EDS) (n = 3). The average percentage of the bone surfaces covered by cells was significantly higher after 24 and 48 hours of culture in groups AC15 (60.38% and 100% respectively), AC30 (99.32% and 100% respectively), AC60 (99.22% and 100% respectively) TCN15 (96.73% and 70.24% respectively) and TCN30 (64.72% and 57.40% respectively) than in groups TCN60 (9.67% and 51.45% respectively), and C (5.99% and 31.83% respectively). At 72 hours, all the groups presented almost complete covering of the surfaces by cells, with the exception of TCN60 group (56.15%). Cells presented with morphology compatible with more advanced stages of differentiation in groups undergone to demineralization than control. Variations in the anatomical percentages (A%) of the elements C, O, Na, Mg, Ca and P were insufficient to justify changes in cell behavior. The conclusion was that both demineralization of citric acid or tetracycline are favorable for the growth and differentiation of pre-osteoblasts especially when used according to AC30 and TCN15 groups. The mechanisms behind these results still need elucidation.