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Air and saline P-V curves were run on the excised lungs of rats starved 1-4 days. Stability estimates based on % of maximum volume retained on deflation tended toward decreases, but atelectasis was not increased according to buoyancy measurements. Compliance was not significantly affected, with whatever trend existed being toward increases. Average air P-V curves for day 3 and 4 of starvation were essentially superimposable on control curves. Surface tension of lung lavage fluid was measured (Surfactometer) during cyclic compression and expansion of the film. Min and max γ were elevated, and the activity index (s) depressed, but the area of the hysteresis loop was relatively unchanged. It is concluded that despite increases in γ of lung washings, pulmonary mechanics was little affected by 1-4 days of food deprivation. The effects on surface tension may be due to a decrease in quantity of surfactant extractable, without any change in composition.

Influence of the preparing of a biopolymer-surfactant system on its solubilization properties and stability was investigated by using fluorescence spectroscopy and dynamic light scattering methods. Investigation was made on complex of native hyaluronan with cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). System has been studied in aqueous and in saline solutions. The effect of temperature of stock solutions and freezing effect on subsequent properties were investigated. Further was examinated, what effect has a way of introducing fluorescent probe into the system on subsequent solubilization properties. It was found that the conditions of preparing of biopolymer-surfactant system have a significant effect on the solubilization properies and stability of complex.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第19022号 / 農博第2100号 / 新制||農||1030(附属図書館) / 学位論文||H27||N4904(農学部図書室) / 31973 / 京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻 / (主査)教授 加納 健司, 教授 阪井 康能, 教授 小川 順 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第20081号 / 医博第4174号 / 新制||医||1018(附属図書館) / 33197 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 湊谷 謙司, 教授 福田 和彦, 教授 浅野 雅秀 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

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Contraction flow of viscoelastic fluids has been a benchmark problem in non-Newtonian fluid mechanics because it mimics flows occurring in a number of industrial applications. It is also of considerable interest to academia to gain fundamental understanding of factors that affect the evolution of vortices and a complete understanding of the dynamics for a simple polymeric fluid has not been achieved. In this two part study we investigate the effect of pre deformation of a Boger fluid in a contraction geometry and the flow of surfactants in a parallel contraction geometry. Entry flow of a polymeric fluid results in the formation of upstream vortices,the presence of recirculation zones may lead to a nonuniform residence time and hence inferior quality products. In this work we study the effect of pre-stretching dilute flexible chain polymers by placing a cylinder in front of a contraction in a microfluidic device.This deformation applied to the polymer is remembered before it completely relaxes, this memory effect changes the rheological properties during the fading period of the deformation history. Applying pre-deformation gives rise to new type of vortex evolution that is different from the standard contraction case. Semi-dilute surfactant solutions that exhibit shear thickening nature can be potentially used in enhanced oil recovery to increase the sweep efficiency. Two parallel microfluidic contractions of different cross sectional area are used to investigate the rheological effect on the mass flux of the two channels. Shear thickening micellar solutions were found to increase the mass flux through the small channel compared to a newtonian fluid. This effect was observed only for a small range of flow rates. As flow rates increased inlet instabilities were observed that evolved into a chaotic behavior upon further increase in the net flow rate.

Pulmonale Surfactant-Proteine sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und wurden erstmals in der Lunge beschrieben, wo sie wichtige Funktionen wie die Reduktion der Oberflächenspannung der Alveolarflüssigkeit erfüllen. Aufgrund dieser Eigenschaft stellen diese Proteine Eckpfeiler in der Therapie des Atemnotsyndroms von Frühgeborenen dar, seitdem sie synthetisch produziert werden können. Während der letzten Jahre wuchs das Interesse an zerebralen Surfactant-Proteinen, die rheologische Eigenschaften von Grenzmembranen beeinflussen sowie immunmodulatorische Aufgaben erfüllen und in Verbindung mit Entzündungen des ZNS sowie hydrozephalen Zuständen stehen. Das Surfactant-Protein-G (SP-G) wurde ebenfalls zunächst in der Lunge nachgewiesen, später aber auch im Gehirn. Dort wurde es z.B. entlang der Blut-Hirn-Schranke detektiert und zeigte veränderte Proteinlevel bei intrazerebralen Blutungen, Infektionen oder dem posthämorrhagischen Hydrozephalus. Weiterhin wird eine mögliche Rolle des SP-G für das glymphatische System diskutiert. Es galt lange Zeit als sicher, dass dem ZNS ein Lymphgefäßsystem fehlt und Schadstoffe über den Liquor cerebrospinalis in die venösen Duralsinusse geleitet werden. Seit einigen Jahren ändert sich jedoch das Bild von der „Abfallentsorgung“ im Gehirn, wobei die Astroglia eine zentrale Rolle zu spielen scheint. Mit ihren Endfüßen umgeben diese Zellen die intrazerebralen Arterien und erzeugen über polarisierte Aquaporin 4 (AQP4) -Kanäle einen durch arterielle Pulsation ausgelösten, gerichteten Einstrom von Flüssigkeit aus dem periarteriellen Raum in das Hirnparenchym. Nachdem sie das Parenchym durchflossen haben, werden die transportierten Flüssigkeiten über perivenöse und perineuronale Räume sowie über Lymphgefäße innerhalb der Duralsinusse zu den extrakraniellen Lymphknoten geleitet. Dieses System wird als Glia-lymphatisches, kurz glymphatisches, System bezeichnet. Eine Störung des Flüssigkeitsstroms führt auch zu einer gestörten Entsorgung von schädlichen Metaboliten, darunter β-Amyloid (Aβ). Hauptsächlich aus Aβ bestehende senile Plaques und Neurofibrillen aus hyperphosphoryliertem Tau sind die histopathologischen Hauptkennzeichen der Alzheimerschen Erkrankung (AD), der mit Abstand häufigsten Demenzform. Weltweit sind etwa 50 Millionen Menschen von der AD betroffen, was zu enormen familiären, gesellschaftlichen und ökonomischen Belastungen führt. Steigendes Alter ist der Hauptrisikofaktor für das Auftreten der AD, sodass diese Belastungen insbesondere in der alternden deutschen Bevölkerung noch weiter zunehmen werden. Hieraus erklärt sich das enorme Forschungsinteresse an dieser Krankheit. Dabei ermöglichen Tiermodelle für einzelne Aspekte der AD Untersuchungen ihrer Pathogenese sowie die Entwicklung möglicher Therapie- und Behandlungsansätze. Die vorliegende Studie basiert auf dem etablierten 3xTg-Mausmodell, das Alzheimer-artige Veränderungen und kognitive Einschränkungen aufweist, sowie altersgleichen Wildtyp-Mäusen, die als Vergleichsgruppe dienten. Hauptziele der durchgeführten Untersuchungen waren immunhistochemische Analysen der Lokalisation von SP-G im Vorderhirn von Mäusen, die Lagebeziehungen von SP-G-Immunreaktivität (Ir) zu Komponenten der Neurovaskulären Einheit (NVU) und zu AD-Läsionen in alten 3xTg-Mäusen sowie biochemische Analysen der Proteinlevel von SP-G im Gehirn von Versuchstieren unterschiedlichen Alters und Genotyps. Mittels Fluoreszenz-Dreifachmarkierungen wurden zunächst die Lagebeziehungen zwischen SP-G-Ir und neuronalen, glialen sowie vaskulären Komponenten der NVU detektiert. Der Nachweis von Nervenzellen gelang durch indirekte Immunfluoreszenz mit Antikörpern gegen neuronale Nuklei (NeuN), Mikroglia wurden mit anti-Iba (Ionisiertes Kalium-bindendes Adapter-Molekül 1) visualisiert, während Astrozyten durch die Marker GFAP (Saures Gliafaserprotein) und S100β sowie astrozytäre Endfüße durch AQP4-Ir sichtbar wurden. Biotinylierte Lektine aus der Kartoffel (Solanum tuberosum Lektin, STL) und der Tomate (Lycopersicon esculentum Agglutinin, LEA) dienten zusammen mit fluorochromierten Streptavidin-Derivaten der simultanen Detektion von Gefäßen. Die vorliegende Studie zeigt erstmals SP-G-immunreaktive Somata und Zellfortsätze von Neuronen z.B. in der Habenula, im Hypothalamus und im Infundibulum. SP-G-Ir in sensorischen Fortsätzen bipolarer Interneurone, die in Kontakt mit dem Liquor cerebrospinalis stehen, ist ein Hinweis auf eine mögliche Rolle des Proteins bei Kontrolle und Regulation von Liquorzusammensetzung und -fließgeschwindigkeit. Zusätzlich vorliegende vorläufige Befunde zu SP-G-Ir in mit dem Plexus choroideus assoziierten Iba-positiven Kolmer-Zellen bleiben noch zu validieren. Ein weiteres wichtiges Ergebnis der vorliegenden Arbeit war der Nachweis von SP-G-Ir in dotartigen, häufig geclustert auftretenden Ablagerungen vor allem im Hippokampus, aber auch im piriformen Kortex. Die SP-G-Dots zeigten sich in 3xTg-Mäusen mit altersabhängigen Aβ-Plaques und hyperphosphoryliertem Tau stets räumlich getrennt von diesen Läsionen. Die geclustert auftretenden Dots waren auch immunpositiv für Reelin und ähnelten im Erscheinungsbild den in früheren Studien detektierten Ablagerungen z.B. von Laminin-bindendem Protein und SP-C. Ein Hauptgegenstand der vorliegenden Studie war die computergestützte Semiquantifizierung von SP-G-immunreaktiven hippokampalen Dots in insgesamt 55 3xTg- und Wildtyp-Mäusen im Alter von 3, 6, 12, 16 und 24 Monaten. Dabei ergab sich unabhängig vom Genotyp eine starke und signifikante Zunahme der SP-G-immunpositiven Ablagerungen im Altersgang der untersuchten Tiere. Außerdem zeigten 3xTg-Mäuse einen signifikant erhöhten hippokampalen Anteil der dotartigen Ablagerungen im Vergleich mit den altersentsprechen Wildtyp-Mäusen. Abschließender Schwerpunkt waren biochemische Analysen zur Quantifizierung des SP-G-und Reelin-Gehalts in der Gesamtproteinfraktion sowie im intra- und extrazellulären Kompartiment des ZNS von 3xTg- und Wildtyp-Mäusen. Die durchgeführten Enzymimmunassays (ELISAs) umfassten Hirnproben von 67 Tieren im Alter zwischen 3 und 24 Monaten. Dabei korrelierte das zunehmende Alter der 3xTg-Mäuse mit erhöhten SP-G-Konzentrationen, während sich bei Wildtyp-Tieren keine signifikante Veränderung im Altersgang nachweisen ließ. Zudem zeigten die transgenen Tiere höhere SP-G-Level als altersgleiche Wildtypen. Darüber hinaus waren auch die Reelin-Level aller Altersgruppen in 3xTg-Mäusen höher als in Wildtyp-Mäusen. Eine Korrelation zwischen zunehmendem Alter und Reelingehalt konnte für 3xTg-Mäuse nachgewiesen werden, wogegen sich diese Korrelation in Wildtyp-Tieren invers zeigte. Die hier vorgelegten Ergebnisse deuten auch auf eine mögliche Rolle von SP-G bei der Pathogenese der AD hin. Dennoch bildet diese Arbeit nur einen Ausgangspunkt für zukünftige Studien von Funktionen des SP-G innerhalb des glymphatischen Systems und für die zerebrale Immunabwehr. Zusätzliche elektronenmikroskopische Analysen von SP-G in Gehirnen weiterer Säugetier-Spezies sowie in autoptischen humanen Proben bleiben wünschenswert.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第24443号 / 理博第4942号 / 新制||理||1706(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科化学専攻 / (主査)教授 若宮 淳志, 教授 依光 英樹, 教授 畠山 琢次 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM