Seit einigen Jahren wird die Einkapselungstechnik für die Produktion künstlicher Samen oder zur Vorbereitung der Kryokonservierung genutzt. Das Ziel dieser Untersuchungen war es, Methoden zur Einkapselung von Dendranthema- und Rosa-Sprosssegmenten zu entwickeln und dadurch "künstliche Samen" herzustellen, die für die Konversion unter In-vitro- und Ex-vitro-Bedingungen geeignet sind. Es wurde mit den Dendranthema-Sorten `PS 27´, `Snowdon Weiß´, `Topfweiß´ und `Garden mum´ und mit der Rosensorte, Rosa hybrida `Kardinal´, gearbeitet. Von 3 bis 5 Wochen alten Sprosskulturen wurden 4 bis 5 mm lange Nodiensegmente entnommen und in der Gelmatrix eingekapselt. Sowohl das Alter der Sprosskulturen (Subkulturdauer) als auch die Position der Explantate am Spross hatten einen deutlichen Einfluss auf die Konversion. Die Konversion war bei den Sprossspitzen schneller und besser als bei den Nodiensegmenten. Bei Dendranthema konnte mit 5 Wochen alten Sprosskulturen gearbeitet werden. Bei den Rosen wurden bessere Ergebnisse mit Nodiensegmenten von 3 Wochen alten Sprosskulturen erzielt. Nach Optimierung der Gelmatrixkomponenten konnte für Dendranthema eine 100%ige Konversion unter sterilen Bedingungen erreicht werden, wenn der Gelmatrix (3% Na-Alginat) MS-Salze, Vitamine, 3% Saccharose und 1 mg/l IES zugesetzt wurden. Unter unsterilen Bedingungen erreichte die Sprossbildung 73%, wenn eine Zwei-Schicht-Kapsel mit einer nährstofffreien äußeren Schicht und Nährstoffen in der inneren Schicht verwendet wurde. Rosa hybrida `Kardinal´ hatte andere Ansprüche an die Nährstoffversorgung und die Zugabe von Wachstumsregulatoren als Dendranthema. Die Konversion der eingekapselten Nodiensegmente von Rosa hybrida `Kardinal´ erreichte auf einem Agar-Wasser-Medium fast 60%, wenn der Gelmatrix MS-Salze, Vitamine, 80 g/l bzw. 90 g/l Saccharose und 2 mg/l IBS zugesetzt wurden. Es wurden auch Nodiensegmente aus dem Gewächshaus direkt zur Einkapselung verwendet. Die Konversion dieser Nodiensegmente von Dendranthema `PS 27´ erreichte auf einem Agar-Wasser-Medium 75%, wenn der Gelmatrix MS + 4 mg/l IES zugesetzt wurden. Die eingekapselten Nodiensegmente von Dendranthema `PS 27´ konnten bei 4°C in einer MS + 1,0 mg/l IES-Lösung für 3 Monate gelagert werden. / Recently, the encapsulation technique is used for the production of artificial seeds or for cryopreservation. The aim of the present studies was to develop methods for encapsulation of Dendranthema- and Rosa-shoot segments to produce artificial seeds, that are suitable for the conversion under in vitro and ex vitro conditions. Dendranthema `PS 27´, `Snowdon Weiß´, `Topfweiß´ and `Garden mum´ and Rosa hybrida `Kardinal´ were used as plant material for the encapsulation. Nodal segments of about 4-5 mm length were taken as explants for the encapsulation. The conversion was influenced by the quality of the plant material used for encapsulation. The age of shoot cultures (subculture duration) and the position of explant on the shoot affected the conversion. The conversion of the shoot tips was faster and better than that of the nodal segments. With Dendranthema, 5 weeks old shoot cultures could be used, while in Rosa nodal segments of 3 weeks old cultures responded better. After optimization of the components of the gel matrix (3% Na-Alginat), 100% conversion could be recorded under sterile conditions for Dendranthema, when the gel matrix contained MS salts, vitamins, 3% sucrose and 1 mg/l IAA. The percentage of shoot formation reached 73% under non-sterile conditions, when a two-layer-capsule was used with a nutrient free cover layer and nutrients in the inner layer. Rosa hybrida `Kardinal´ had other nutritional and hormonal requirements compared with Dendranthema. The conversion frequency of the encapsulated shoot buds of Rosa hybrida `Kardinal´ reached almost 60% on agar-water-medium, when the gel matrix obtained MS salts, vitamins, 80 g/l or 90 g/l sucrose and 2 mg/l IBS. In this work, also shoot buds from the greenhouse were encapsulated directly. The conversion frequency of these encapsulated buds of Dendranthema `PS 27´ reached 75% on agar-water-medium, when the gel matrix contained MS + 4 mg/l IES. The encapsulated shoot buds of Dendranthema `PS 27´ could be stored for 3 months at 4°C in MS liquid medium.

Die vorliegende Dissertation behandelt die Ökologie von Cnidium dubium (Schkuhr) Thell. (Sumpf-Brenndolde), Gratiola officinalis L. (Gottes-Gnadenkraut) und Juncus atratus Krocker (Schwarze Binse), drei gefährdeten Arten, die als sogenannte Stromtalpflanzen in Mitteleuropa in ihrem Vorkommen eng an die Flussauen gebunden sind. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Simulationsexperimenten und Feldstudien in der Unteren Havelniederung, einem „Feuchtgebiet von internationaler Bedeutung“. Sie behandelt Themenkomplexe wie das Samenbankverhalten, die Samenkeimung, die Stickstofflimitierung, die Konkurrenzkraft, das Verhalten der Pflanzen nach einer Sommertrockenheit und nach einer Winter/Frühjahrsüberflutung. Ferner widmet sie sich der Populationsbiologie der Arten und dem Verhalten der Pflanzen nach besonderen Störungsereignissen wie Mahd, Herbivorie und der Sommerflut 2002. Der Leser erfährt, wie die Pflanzen in verschiedenen Lebensphasen auf die auentypische Umwelt reagieren und erhält umfassende Einblicke in physiologische Mechanismen, die der Anpassung an die typischen Bedingungen einer mitteleuropäischen Flussaue dienen. Eine Interpretation der Ergebnisse zeigt auf, welche der spezifischen Eigenschaften zur Gefährdung der drei Stromtalarten beitragen. Die Arbeit ist für den Arten-, Biotop- und Landschaftsschutz interessant. Darüber hinaus bietet sie zahlreiche Anknüpfungspunkte zur ökophysiologischen Grundlagenforschung. Die verstärkte Nutzung physiologischer Methoden bei der Klärung ökologischer Fragestellungen wird angeregt. / The thesis deals with the ecology of three endangered European river corridor angiosperms Cnidium dubium (Schkuhr) Thell., Gratiola officinalis L. und Juncus atratus Krocker. The study is based on different experimental approaches and field surveys in a wetland along the Lower Havel River, a designated German Ramsar-site (Wetland of International Importance). This involves the examination of aspects of seed bank dynamics, germination, nitrogen limitation, competitive ability, and the response of plants to summer drought and/or winter/spring flooding. The thesis continues with a detailed study of the population biology of the species at natural sites and the response of these plants to specific disturbances like mowing, herbivory and the severe summer flooding in 2002. The reader learns about the traits of the three plant species to tolerate the typical conditions their natural sites are exposed to in different phases of their life cycle. He gets a comprehensive look at physiological means by which plants can adapt to the prevailing conditions of European river lowlands. The interpretation of the results is used to reveal specific plant traits, which may contribute to the endangerment of the three river corridor plants. As such, this thesis is interesting for protection of species, biotopes and landscapes. Furthermore, it provides numerous close connections to fundamental research from an ecophysiological perspective. The increased use of physiological methods is recommended in order to be able to adequately resolve ecological problems.

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Untersuchung der postprandialen Reaktion gesunder Hunde auf Aloe vera (L.) Burm f. Gel und Coriandrum sativum L. Samen, als mögliche Futterzusatzstoffe im Hinblick auf eine zukünftige Wirksamkeitsprüfung der benannten Stoffe bei diabetischen Tieren.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Arzneipflanzenextrakte als orale Antidiabetika in der Therapie des Diabetes Mellitus 2 2.2 Evaluierte antidiabetogen wirkende Pflanzen bzw. pflanzliche Substanzen 3 2.3 Gattung Aloe L. 5 2.3.1 Allgemeines 5 2.3.2 Aloe vera (L.) Burm. f. 6 2.3.2.1 Aloe vera (L.) Burm. f. Gel 10 2.3.2.2 In klinischen Studien geprüfte antidiabetogene Eigenschaften von A. vera 11 2.3.2.3 Antidiabetogene Eigenschaft von A. vera bei labortierexperimentellen Studien 14 2.3.2.4 Dokumentierte Nebenwirkungen durch A. vera Gel 20 2.4 Gattung Coriandrum L. 21 2.4.1 Allgemeines 21 2.4.2 Coriandrum sativum L. 21 2.4.2.1 Coriandrum sativum L. Samen 23 2.4.2.2 In einer klinischen Studie geprüfte antidiabetogene Eigenschaft von C. sativum 26 2.4.2.3 Antidiabetogene Eigenschaft von C. sativum bei labortierexperimentellen Studien 27 2.4.2.4 Dokumentierte Nebenwirkungen durch C. sativum Samen 31 2.5 Diabetes Mellitus 32 2.5.1 Epidemiologie des Diabetes Mellitus 33 2.5.2 Typ I Diabetes Mellitus 34 2.5.3 Typ II Diabetes Mellitus 35 2.5.4 Andere Diabetes Mellitus Typen 36 2.5.5 Risikofaktor Adipositas 37 2.5.5.1 Adipositas bei Hund und Katze 38 2.5.5.1.1 Epidemiologie von Übergewicht und Fettleibigkeit 38 2.5.5.1.2 Fehlfütterung als Ätiologie der Adipositas 38 2.5.5.1.3 Folgen einer alimentären Adipositas 38 2.5.6 Maßnahmen zur Behandlung und Prävention von Diabetes Mellitus 40 2.5.6.1 Insulin-Therapie 41 2.5.6.2 Diätetik 41 2.5.6.2.1 Einfluss von Fasern 42 2.5.6.2.2 Einfluss von Stärke 42 2.5.6.2.3 Supplementierung von Chrom 43 2.5.6.3 Gewichtsreduzierung 43 2.6 Fragestellung der Arbeit 44 3 Tiere, Material und Methode 45 3.1 Experimentelle Strategie 45 3.2 Tiere des Vorversuchs 45 3.3 Tiere des Hauptversuchs 46 3.4 Haltung 47 3.5 Vorversuch 47 3.6 Hauptversuch 47 3.6.1 Kontrollperiode 48 3.6.2 Behandlungsperiode 48 3.6.3 Washout-Periode 50 3.6.4 Fütterung 50 3.6.5 Extrakte der Arzneipflanzen 52 3.6.5.1 Coriandrum sativum L. Samen 52 3.6.5.2 Aloe vera (L.) Burm. f. Gel 52 3.6.6 Allgemeine klinische Untersuchungen und Gewichtsermittlung 52 3.6.6.1 Allgemeine klinische Untersuchungen 52 3.6.6.2 Gewichtsermittlung 52 3.6.7 Gewinnung und Lagerung der Blutproben 53 3.6.8 Blutuntersuchungen 53 3.6.8.1 Blutchemische Parameter 54 3.7 Chemische Analysen des Futtermittels und Berechnung des Energiegehaltes 55 3.7.1 Futtermittelanalyse nach Weender 55 3.7.2 Bestimmung von Kohlenhydraten 57 3.7.3 Berechnung des Energiegehalts 57 3.7.4 Futterzusammensetzung, Energiebewertung, Trockensubstanz-, Nährstoff- und Energieaufnahme 57 3.8 Statistische Auswertung 57 4 Ergebnisse 59 4.1 Vorverusch 59 4.1.1 Allgemeine klinische Untersuchung 59 4.1.2 Plasmaglukosekonzentrationen im postprandialen Verlauf 59 4.2 Hauptversuch 60 4.2.1 Allgemeine klinische Untersuchung 60 4.2.2 Veränderungen der Nährstoff- und Energieversorgung während der Behandlungsphasen 60 4.2.3 Gewichtsentwicklung während der Versuchsphasen 61 4.2.4 Biochemische Untersuchungen 64 4.2.4.1 Gesamteiweiß, Albumin, Harnstoff und Kreatinin im Blutplasma 64 4.2.4.2 Cholesterin, Triglyceride und Bilirubin im Blutplasma 67 4.2.4.3 Kalium, Natrium und Phosphor im Blutplasma 70 4.2.4.4 Plasmaglukose- und Insulinkonzentrationen 71 4.2.4.5 Enzymaktivitäten 78 5 Diskussion 80 5.1 Versuchsdurchführung 80 5.2 Nährstoff- und Energieversorgung 83 5.3 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf die Gewichtsentwicklung der Hunde 83 5.4 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf die Plasmaglukose- und Insulinkonzentration 84 5.5 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf blutchemische Parameter 88 5.6 Schlussfolgerung 92 6 Zusammenfassung 93 7 Summary 95 8 Literaturverzeichnis 97 / Einleitung: Fettleibigkeit und erhöhte Blutzuckerspiegel sind zwei der relevantesten Prädispositionsfaktoren eines Diabetes Mellitus in der Veterinärmedizin. Aufgrund der Interaktion von Diabetes und Fettleibigkeit umfassen basistherapeutische Maßnahmen unter anderem eine Ernährungsumstellung, Gewichtsreduktion und den Einsatz von oralen, antidiabetogen wirkenden Substanzen. Orale antidiabetogen wirkende Produkte synthethischer Herkunft sind mit mehreren Nebenwirkungen verbunden, weshalb ein primäres Interesse an oralen, antidiabetogen wirkenden Substanzen pflanzlichen Ursprungs existiert. Ziel der Studie: Die vorliegende Arbeit wurde durchgeführt, um die postprandiale Reaktion gesunder Hunde auf Aloe vera (L.) Burm f. Gel und Coriandrum sativum L. Samen als mögliche Futterzusätze zu prüfen. Zukünftig könnte aufgrund dieser Studie die Wirksamkeit der benannten Stoffe an diabetischen Tieren untersucht werden. Material und Methoden: Vier weibliche und fünf männliche gesunde Hunde der Rasse Beagle wurden in zwei unabhängigen Phasen, mit jeweils fünf Wochen (eine Woche Kontrollperiode [Basis-Ration], zwei Wochen Testphase [Basis-Ration + Arzneipflanzenextrakt], zwei Wochen Washout [Basis-Ration]) untersucht. Die pflanzlichen Substanzen wurden in der Testphase 1x täglich, in einer Dosierung von rund 1,8 g/kg KG in die Basis-Ration eingemischt und verabreicht. Die Körpergewichte wurden einmal pro Woche ermittelt; eine allgemeine klinische Untersuchung erfolgte zweimal pro Woche. Glukose- und Insulinkonzentrationen sowie weitere blutchemische Parameter wurden nach der Kontrollperiode und nach der ersten und zweiten Woche der Testperiode bestimmt. Die Körpergewichte der Hunde wurden durch den gepaarten t-test, die blutchemischen Parameter mittels Two-way-ANOVA mit Messwertwiederholungen, die Integrale der Kurven (AUC), die Maximalwerte sowie die Zeit bis zum Maximum mittels One-way-ANOVA mit Messwertwiederholungen analysiert. Die angegeben Werte geben Mittelwerte ± Standardabweichungen wieder. Das Signifikanzniveau lag bei p < 0,05. Ergebnisse: Der Zusatz der pflanzlichen Substanzen zu der Kontrolldiät veränderte weder die Akzeptanz noch die Futteraufnahme der Hunde. Sowohl Aloe vera (L.) Burm. f. Gel als auch Coriandrum sativum L. Samen zeigten innerhalb einer 14-tägigen oralen Verabreichung an die Versuchshunde, mit einer Menge von rund 1,8 g/kg KG keine negativen Auswirkungen auf das klinische Allgemeinbefinden und auf die untersuchten blutchemischen Parameter. Nach der zweiwöchigen Verabreichung von A. vera Gel, stellte sich eine statistisch signifikante (p = 0,003) Körpergewichtsreduktion um 1,4 % im Vergleich zum Ausgangsgewicht ein. Nach der 14-tägigen C. sativum Zufütterung, reduzierte sich das Körpergewicht der Hunde um 0,8 % ohne statistische Signifikanz zu erreichen. Die Fläche unter der Kurve (AUC) der Blutzucker- sowie Insulinkonzentrationen zeigten, nach der 14-tägigen Fütterung von C. sativum Samen, keinen signifikanten Unterschied zur Kontrollperiode. Die Maximalwerte der genannten Parameter erwiesen, nach zwei Wochen C. sativum Samen Verabreichung, keinen eindeutigen Unterschied zu den Maximalwerten der Kontrollkonzentrationen. Die Ergebnisse der Fläche unter der Kurve (AUC) nach der 7-tägigen A. vera Gel Behandlung (Glu: 1813 ± 147 mmol x min/l, Ins: 10434 ± 5393 µU x min/l) wiesen erhöhte Konzentrationen im Vergleich zur Kontrollwoche (Glu: 1709 ± 152 mmol x min/l; Ins: 8264 ± 3358 µU x min/l) auf; für Glukose konnte Signifikanz (p = 0,018) nachgewiesen werden. Nach 14-tägiger A. vera Gabe wurde -ohne das Signifikanzniveau zu erreichen- für die Glukosekonzentration eine Reduzierung und für die Insulinkonzentration eine Erhöhung im Vergleich zu den Werten aus der Kontrollwoche dokumentiert. Die Maximalwerte der beiden Parameter waren nach einwöchiger A. vera Zugabe gegenüber der Kontrolle erhöht. Für Glukose konnte eine Signifikanz (p = 0,045) nachgewiesen werden (Glu: 5,84 ± 0,45 mmol/l vs 5,43 ± 0,39; Ins: 51,6 ± 25,6 µU/ml vs 36,8 ± 10,6 µU/ml). Nach 14-tägiger Zufuhr von A. vera Gel lag die Maximalkonzentration von Glukose mit 5,31 ± 0,38 mmol/l und das Maximum der Insulinwerte mit 39,0 ± 24,0 µU/ml signifikant (p < 0,05) geringer als die Maxima nach der ersten Woche A. vera Zulage, jedoch zeigte sich keine Signifikanz zur Kontrolle. Die weiteren blutchemischen Parameter lagen jederzeit in dem für sie vorgegebenen Referenzbereich; vereinzelt ließen sich signifikante Veränderungen innerhalb dieses Bereiches feststellen. Schlussfolgerung: Grundsätzlich sind, durch die in der vorliegenden Studie am gesunden Hund überprüften Arzneipflanzenextrakte: Aloe vera (L.) Burm. f. Gel und Coriandrum sativum L. Samen, Wirksamkeitsprüfungen der pflanzlichen Zubereitungen bei gesunden als auch diabetischen Hunden vorbereitet. Sowohl das A. vera Gel als auch die C. sativum Samen erwiesen sich beim gesunden Hund als potentielle, die metabolische Situation verbessernde Futterzusätze. Eine mögliche Modifizierung der postprandialen Glukose- und Insulinantwort, scheint vor allem durch den Einsatz von A. vera Gel möglich zu sein. :Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Arzneipflanzenextrakte als orale Antidiabetika in der Therapie des Diabetes Mellitus 2 2.2 Evaluierte antidiabetogen wirkende Pflanzen bzw. pflanzliche Substanzen 3 2.3 Gattung Aloe L. 5 2.3.1 Allgemeines 5 2.3.2 Aloe vera (L.) Burm. f. 6 2.3.2.1 Aloe vera (L.) Burm. f. Gel 10 2.3.2.2 In klinischen Studien geprüfte antidiabetogene Eigenschaften von A. vera 11 2.3.2.3 Antidiabetogene Eigenschaft von A. vera bei labortierexperimentellen Studien 14 2.3.2.4 Dokumentierte Nebenwirkungen durch A. vera Gel 20 2.4 Gattung Coriandrum L. 21 2.4.1 Allgemeines 21 2.4.2 Coriandrum sativum L. 21 2.4.2.1 Coriandrum sativum L. Samen 23 2.4.2.2 In einer klinischen Studie geprüfte antidiabetogene Eigenschaft von C. sativum 26 2.4.2.3 Antidiabetogene Eigenschaft von C. sativum bei labortierexperimentellen Studien 27 2.4.2.4 Dokumentierte Nebenwirkungen durch C. sativum Samen 31 2.5 Diabetes Mellitus 32 2.5.1 Epidemiologie des Diabetes Mellitus 33 2.5.2 Typ I Diabetes Mellitus 34 2.5.3 Typ II Diabetes Mellitus 35 2.5.4 Andere Diabetes Mellitus Typen 36 2.5.5 Risikofaktor Adipositas 37 2.5.5.1 Adipositas bei Hund und Katze 38 2.5.5.1.1 Epidemiologie von Übergewicht und Fettleibigkeit 38 2.5.5.1.2 Fehlfütterung als Ätiologie der Adipositas 38 2.5.5.1.3 Folgen einer alimentären Adipositas 38 2.5.6 Maßnahmen zur Behandlung und Prävention von Diabetes Mellitus 40 2.5.6.1 Insulin-Therapie 41 2.5.6.2 Diätetik 41 2.5.6.2.1 Einfluss von Fasern 42 2.5.6.2.2 Einfluss von Stärke 42 2.5.6.2.3 Supplementierung von Chrom 43 2.5.6.3 Gewichtsreduzierung 43 2.6 Fragestellung der Arbeit 44 3 Tiere, Material und Methode 45 3.1 Experimentelle Strategie 45 3.2 Tiere des Vorversuchs 45 3.3 Tiere des Hauptversuchs 46 3.4 Haltung 47 3.5 Vorversuch 47 3.6 Hauptversuch 47 3.6.1 Kontrollperiode 48 3.6.2 Behandlungsperiode 48 3.6.3 Washout-Periode 50 3.6.4 Fütterung 50 3.6.5 Extrakte der Arzneipflanzen 52 3.6.5.1 Coriandrum sativum L. Samen 52 3.6.5.2 Aloe vera (L.) Burm. f. Gel 52 3.6.6 Allgemeine klinische Untersuchungen und Gewichtsermittlung 52 3.6.6.1 Allgemeine klinische Untersuchungen 52 3.6.6.2 Gewichtsermittlung 52 3.6.7 Gewinnung und Lagerung der Blutproben 53 3.6.8 Blutuntersuchungen 53 3.6.8.1 Blutchemische Parameter 54 3.7 Chemische Analysen des Futtermittels und Berechnung des Energiegehaltes 55 3.7.1 Futtermittelanalyse nach Weender 55 3.7.2 Bestimmung von Kohlenhydraten 57 3.7.3 Berechnung des Energiegehalts 57 3.7.4 Futterzusammensetzung, Energiebewertung, Trockensubstanz-, Nährstoff- und Energieaufnahme 57 3.8 Statistische Auswertung 57 4 Ergebnisse 59 4.1 Vorverusch 59 4.1.1 Allgemeine klinische Untersuchung 59 4.1.2 Plasmaglukosekonzentrationen im postprandialen Verlauf 59 4.2 Hauptversuch 60 4.2.1 Allgemeine klinische Untersuchung 60 4.2.2 Veränderungen der Nährstoff- und Energieversorgung während der Behandlungsphasen 60 4.2.3 Gewichtsentwicklung während der Versuchsphasen 61 4.2.4 Biochemische Untersuchungen 64 4.2.4.1 Gesamteiweiß, Albumin, Harnstoff und Kreatinin im Blutplasma 64 4.2.4.2 Cholesterin, Triglyceride und Bilirubin im Blutplasma 67 4.2.4.3 Kalium, Natrium und Phosphor im Blutplasma 70 4.2.4.4 Plasmaglukose- und Insulinkonzentrationen 71 4.2.4.5 Enzymaktivitäten 78 5 Diskussion 80 5.1 Versuchsdurchführung 80 5.2 Nährstoff- und Energieversorgung 83 5.3 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf die Gewichtsentwicklung der Hunde 83 5.4 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf die Plasmaglukose- und Insulinkonzentration 84 5.5 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf blutchemische Parameter 88 5.6 Schlussfolgerung 92 6 Zusammenfassung 93 7 Summary 95 8 Literaturverzeichnis 97 / Introduction: Adiposity and elevated blood glucose levels are the most significant predisposing factors in veterinary-medicine of developing diabetes mellitus. Due to the relationship between diabetes mellitus and obesity, common preventative and therapeutic methods include dietary change, weight loss, and the use of oral antidiabetic drugs. Oral synthetic antibiabetic agents have well known side effects, thus there is an outstanding importance to find effective antibiabetogenic substances of herbal origin. Aim of the study: The present study was carried out to evaluate the postprandial reaction in healthy dogs after Aloe vera (L.) Burm. f. gel and Coriandrum sativum L. seeds were added to their food, in order to provide insight for potential future research on mentioned plants on diabetic dogs. Materials and methods: Four female and five male healthy beagle dogs were examined in two experimental phases of five weeks (one week of control period [control diet], two weeks of test-period [control diet + herbal preparation], two weeks of washout period [control diet]). The herbal preparations were mixed in with one daily meal during the test-period and administered to the dogs with an average dose of 1.8 g/kg body weight. Glucose (glu), Insulin concentrations (ins) and other blood parameters were assessed after control period, first- and second week of test-period. A general examination was carried out two times per week while bodyweight was measured weekly. Statistical analysis of the bodyweight was carried out with the paired t-test. The blood chemical parameters were analysed by use of two-way ANOVA with repeated measurements. The Area under the curve (AUC), the maximum values and the time to reach maximum value were testet by use of one-way ANOVA with repeated mesaurements. Data were presented as means ± standard deviation. Statistical significance was accepted at p < 0,05.   Results: The addition of herbal preparations to the control diet neither changed palatability nor feed intake. Aloe vera (L.) Burm. f. gel and Coriandrum sativum L. seeds administered in a two-week oral treatment period with an average dosage of 1.8 g/kg body weight had no significant side effects on general conditions and on blood chemical parameters of the experimental dogs. In the case of A. vera Gel, after two weeks a statistically significant (p = 0.003) reduction in body weight of 1.4 % as compared to the initial control weight was observed. In the C. sativum group the body weight decreased by 0.8 % after two weeks of treatment but did not reach the level of statistical significance. The area under the curve (AUC) of blood glucose concentration, as well as insulin concentration, after 14 days of C. sativum seed test period showed no significance compared to the control period. Furthermore, the maximum values of both aforementioned parameters revealed no obvious differences in comparison to the values of control period after the second week of C. sativum feeding. The results of the AUC after 7 days A. vera treatment (glu: 1813 ± 147 mmol x min/l, ins: 10434 ± 5393 µU x min/l) presented higher concentrations compared to the control values (glu: 1709 ± 152 mmol x min/l; ins: 8264 ± 3358µU x min/l), whereas glucose concentration reached statistical significance (p = 0.018). After two weeks of A. vera gel treatment there was a reduction of glucose and a rise of insulin compared to control conditions, however no significance was achieved. The maximum values of both parameters reached higher concentrations after one week of A. vera gel treatment compared to control conditions, with the maximum value of glucose reaching statistical significance (p = 0.045; glu: 5.84 ± 0.45 mmol/l vs 5.43 ± 0.39; ins: 51.6 ± 25.6 µU/ml vs 36.8 ± 10.6 µU/ml). After 14 days of plant intake, the maximum values of glucose and insulin revealed a statistically significant decrease (p < 0.05; glu: 5.31 ± 0.38 mmol/l l, ins: 39.0 ± 24.0 µU/ml) compared to the first week of A. vera feeding, however, no statistically significances results were detected in comparison with the control week. Further parameters of blood chemistry revealed no deviations from the diagnostic reference levels. Sporadic significances within these references occurred. Conclusion: Based on the present investigation of Aloe vera (L.) Burm. f. gel and Coriandrum sativum L. seeds on healthy dogs, efficacy examinations of the herbal preparations on both healthy and diabetic dogs are recommended. Both the A. vera Gel and the C. sativum seeds were proven as potential food additives with positives effects on the metabolic status of an organism. Furthermore, a modifying effect to the postprandial glucose- and insulin-response appears to be possible by feeding A. vera gel.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Arzneipflanzenextrakte als orale Antidiabetika in der Therapie des Diabetes Mellitus 2 2.2 Evaluierte antidiabetogen wirkende Pflanzen bzw. pflanzliche Substanzen 3 2.3 Gattung Aloe L. 5 2.3.1 Allgemeines 5 2.3.2 Aloe vera (L.) Burm. f. 6 2.3.2.1 Aloe vera (L.) Burm. f. Gel 10 2.3.2.2 In klinischen Studien geprüfte antidiabetogene Eigenschaften von A. vera 11 2.3.2.3 Antidiabetogene Eigenschaft von A. vera bei labortierexperimentellen Studien 14 2.3.2.4 Dokumentierte Nebenwirkungen durch A. vera Gel 20 2.4 Gattung Coriandrum L. 21 2.4.1 Allgemeines 21 2.4.2 Coriandrum sativum L. 21 2.4.2.1 Coriandrum sativum L. Samen 23 2.4.2.2 In einer klinischen Studie geprüfte antidiabetogene Eigenschaft von C. sativum 26 2.4.2.3 Antidiabetogene Eigenschaft von C. sativum bei labortierexperimentellen Studien 27 2.4.2.4 Dokumentierte Nebenwirkungen durch C. sativum Samen 31 2.5 Diabetes Mellitus 32 2.5.1 Epidemiologie des Diabetes Mellitus 33 2.5.2 Typ I Diabetes Mellitus 34 2.5.3 Typ II Diabetes Mellitus 35 2.5.4 Andere Diabetes Mellitus Typen 36 2.5.5 Risikofaktor Adipositas 37 2.5.5.1 Adipositas bei Hund und Katze 38 2.5.5.1.1 Epidemiologie von Übergewicht und Fettleibigkeit 38 2.5.5.1.2 Fehlfütterung als Ätiologie der Adipositas 38 2.5.5.1.3 Folgen einer alimentären Adipositas 38 2.5.6 Maßnahmen zur Behandlung und Prävention von Diabetes Mellitus 40 2.5.6.1 Insulin-Therapie 41 2.5.6.2 Diätetik 41 2.5.6.2.1 Einfluss von Fasern 42 2.5.6.2.2 Einfluss von Stärke 42 2.5.6.2.3 Supplementierung von Chrom 43 2.5.6.3 Gewichtsreduzierung 43 2.6 Fragestellung der Arbeit 44 3 Tiere, Material und Methode 45 3.1 Experimentelle Strategie 45 3.2 Tiere des Vorversuchs 45 3.3 Tiere des Hauptversuchs 46 3.4 Haltung 47 3.5 Vorversuch 47 3.6 Hauptversuch 47 3.6.1 Kontrollperiode 48 3.6.2 Behandlungsperiode 48 3.6.3 Washout-Periode 50 3.6.4 Fütterung 50 3.6.5 Extrakte der Arzneipflanzen 52 3.6.5.1 Coriandrum sativum L. Samen 52 3.6.5.2 Aloe vera (L.) Burm. f. Gel 52 3.6.6 Allgemeine klinische Untersuchungen und Gewichtsermittlung 52 3.6.6.1 Allgemeine klinische Untersuchungen 52 3.6.6.2 Gewichtsermittlung 52 3.6.7 Gewinnung und Lagerung der Blutproben 53 3.6.8 Blutuntersuchungen 53 3.6.8.1 Blutchemische Parameter 54 3.7 Chemische Analysen des Futtermittels und Berechnung des Energiegehaltes 55 3.7.1 Futtermittelanalyse nach Weender 55 3.7.2 Bestimmung von Kohlenhydraten 57 3.7.3 Berechnung des Energiegehalts 57 3.7.4 Futterzusammensetzung, Energiebewertung, Trockensubstanz-, Nährstoff- und Energieaufnahme 57 3.8 Statistische Auswertung 57 4 Ergebnisse 59 4.1 Vorverusch 59 4.1.1 Allgemeine klinische Untersuchung 59 4.1.2 Plasmaglukosekonzentrationen im postprandialen Verlauf 59 4.2 Hauptversuch 60 4.2.1 Allgemeine klinische Untersuchung 60 4.2.2 Veränderungen der Nährstoff- und Energieversorgung während der Behandlungsphasen 60 4.2.3 Gewichtsentwicklung während der Versuchsphasen 61 4.2.4 Biochemische Untersuchungen 64 4.2.4.1 Gesamteiweiß, Albumin, Harnstoff und Kreatinin im Blutplasma 64 4.2.4.2 Cholesterin, Triglyceride und Bilirubin im Blutplasma 67 4.2.4.3 Kalium, Natrium und Phosphor im Blutplasma 70 4.2.4.4 Plasmaglukose- und Insulinkonzentrationen 71 4.2.4.5 Enzymaktivitäten 78 5 Diskussion 80 5.1 Versuchsdurchführung 80 5.2 Nährstoff- und Energieversorgung 83 5.3 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf die Gewichtsentwicklung der Hunde 83 5.4 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf die Plasmaglukose- und Insulinkonzentration 84 5.5 Einfluss von Coriandrum sativum L. Samen und Aloe vera (L.) Burm f. Gel auf blutchemische Parameter 88 5.6 Schlussfolgerung 92 6 Zusammenfassung 93 7 Summary 95 8 Literaturverzeichnis 97

Purpose - The paper presents a theoretical framework that describes the aerodynamics of a falling maple (Acer pseudoplatanus) seed. --- Methodology - A semi-empirical method is developed that provides a ratio stating how much longer a seed falls in air compared to freefall. The generated lift is calculated by evaluating the integral of two-dimensional airfoil elements using a preliminary falling speed. This allows for the calculation of the definitive falling speed using Blade Element Momentum Theory (BEMT); hereafter, the fall duration in air and in freefall are obtained. Furthermore, the input-variables of the calculation of lift are transformed to require only the length and width of the maple seed. Lastly, the method is applied to two calculation examples as a means of validation. --- Findings - The two example calculations gave percentual errors of 5.5% and 3.7% for the falling speed when compared to measured values. The averaged result is that a maple seed falls 9.9 times longer in air when released from 20 m; however, this result is highly dependent on geometrical parameters which can be accounted for using the constructed method. --- Research limitations - Firstly, the coefficient of lift is unknown for the shape of a maple seed. Secondly, the approximated transient state is yet to be verified by measurement. --- Originality / Value - The added value of this report lies in the reduction of simplifications compared to BEMT approaches. In this way a large amount of accuracy is achieved due to the inclusion of many geometrical parameters, even though simplicity is maintained. This has been accomplished through constructing a simple three-step method that is fundamental and essentially non-iterative.

Raps (Brassica napus L.) ist heute die drittwichtigste Ölfrucht weltweit. Einer der Hauptgründe für die große Anbaubedeutung liegt in der Züchtung von Sorten mit niedrigem Gehalt an Glucosinolaten (GSL) im Samen, welche die Koppelnutzung des Öls und des Rapskuchens in der Tierfütterung möglich machte. GSL sind schwefelhaltige, sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe und ein Charakteristikum der Familie der Kreuzblütler, zu der Raps zählt. Die Funktion der GSL in der Pflanze wird zusammen mit dem sie abbauenden Enzym Myrosinase als konstitutiver Abwehrmechanismus gegenüber unspezifischen Fraßfeinden gesehen, dem sogenannten Glucosinolat-Myrosinase System. Raps wird aber auch von Schädlingen befallen, die speziell nur Kreuzblütler als Wirtspflanzen akzeptieren. Bei einigen spezialisierten Schädlingsarten der Kreuzblütler konnte gezeigt werden, dass GSL oder ihre Abbauprodukte einen Einfluss auf das Verhalten bei der Wirtspflanzenwahl, bei der Eiablage oder beim Fraß haben können. Es besteht also die Möglichkeit, dass über GSL in der Grünmasse eine quantitative Resistenz gegenüber Schadinsekten vermittelt wird und die genetische Variation von GSL im Rapsgenpool eine natürliche Resistenzquelle darstellt. Jedoch ist die Vererbung der GSL in Blatt und Stängel im Gegensatz zu den GSL im Samen wenig untersucht. Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand daher einerseits in der Evaluierung von GSL-Gehalten und -mustern als potentielle Resistenzfaktoren gegenüber den spezialisierten Rapsschädlingen „Großer Rapsstängelrüssler“ (Ceutorhynchus napi) und „Gefleckter Kohltriebrüssler“ (Ceutorhynchus pallidactylus) und andererseits in einer genetischen Analyse der GSL-Gehalte in Blatt und Stängel. Dazu wurden dreijährige Feldversuche an vier Standorten durchgeführt, in denen 28 genetisch sehr unterschiedliche Genotypen, darunter 15 Rapsresynthesen und 13 ältere und neuere Zuchtsorten hinsichtlich der Variation von GSL-Gehalten und –Zusammensetzungen in Grünmasse und Samen und deren Anfälligkeit gegenüber den beiden Rapsstängelschädlingen evaluiert wurden. Die Daten des Schädlingsbefalls wurden in der Abteilung Agrarentomologie erhoben und entstammen der parallel durchgeführten Dissertation von Schäfer-Kösterke (2015). Um die Selektionsmöglichkeiten auf unterschiedliche GSL-Gehalte in Samen und Grünmasse zu eruieren, wurde die Vererbung von GSL in einem weiteren Experiment mit Hilfe einer DH-Population untersucht. Die Hauptfrage dieser QTL-Kartierung war, inwieweit am GSL-Stoffwechsel beteiligte Genomregionen sich zwischen Stängeln, Blättern und Samen unterscheiden. In der Auswertung der Versuchsserie zur Variation der GSL konnte für die elf identifizierte GSL eine große genetische Variation mit hohen Heritabilitäten festgestellt werden. Als großer Einflussfaktor auf die GSL-Gehalte der Genotypen erwies sich das Entwicklungsstadium der Pflanzen: Die über 28 Genotypen gemittelten GSL-Gesamtgehalte in der Grünmasse nahmen vom ersten Probenahmetermin von 18 µmol im Schossen zum zweiten auf 4 µmol bei Blühbeginn ab. Weiterhin hatten Samen im Mittel der Genotypen um 47 µmol höhere GSL-Gehalte als die Grünmasse, und Stängel um ca. 3 µmol höhere Gehalte als Blätter. Auch die mittlere GSL-Zusammensetzung der Genotypen unterschied sich deutlich zwischen Samen und Grünmasse, jedoch nicht zwischen den zwei Probenahmeterminen. Zusätzlich hatten Standort und Jahr einen Einfluss, wobei in den Jahren 2012 und 2013 die Standorteffekte größer als die der Jahre waren. Zwischen den Pflanzenteilen Blatt und Stängel bestand eine hohe Korrelation von 0,96 für den GSL-Gesamtgehalt. Zwischen Samen und Grünmasse war die Beziehung für die GSL-Gesamtgehalte mit 0,60 weniger deutlich und für die Gruppe der indolischen GSL mit 0,14 nicht mehr vorhanden. Die komplexe zeitliche und räumliche Verteilung der GSL innerhalb der Pflanze wird im Zusammenhang mit der Bedeutung von Transportprozessen diskutiert. Bei der Untersuchung der Beziehung zwischen dem Befall durch Stängelschädlinge und GSL stellte sich heraus, dass der natürliche Schädlingsdruck im Freiland mit durchschnittlich 2,6 Rapsstängelrüsslerlarven pro Pflanze und 2,8 Kohltriebrüsslerlarven pro Pflanze sehr niedrig war. Daher konnte eine Differenzierung der Genotypen im Rapsstängelrüsslerbefall nur an einem Standort in den Jahren 2012 und 2013 statistisch abgesichert werden. Für den Kohltriebrüsslerbefall gab es an keinem Standort statistisch absicherbare, genotypische Unterschiede. In den beiden ausgewerteten Umwelten zeigten sich keine signifikanten Beziehungen zwischen GSL-Gesamtgehalt, Alkenyl-GSL, Indol-GSL oder den elf einzelnen GSL und dem Befall mit Rapsstängelrüsslerlarven pro Pflanze. Hauptkomponentenanalysen und Vergleiche zwischen unter-schiedlich stark befallenen Gruppen von Genotypen ließen ebenfalls nicht auf lineare Zusammenhänge zwischen GSL-Gehalten oder -Zusammensetzungen und der Wirtspflanzenpräferenz des Rapsstängelrüsslers oder auch des Stängelfraßes der Larven schließen. Allerdings fiel die Resynthese S30 in beiden ausgewerteten Umwelten durch eine niedrige Anzahl an Rapsstängelrüssler-larven und einen niedrigen Anteil Minierfraß auf. GSL-Zusammensetzung und GSL-Gesamtgehalt von S30 zeigten jedoch keine Besonderheiten. Für die Kartierung von am GSL-Stoffwechsel beteiligten Quantitative Trait Loci (QTL) wurden GSL in Blatt, Stängel und Samen von 120 DH-Linien der DH-Population ‚L16 x Express‘ untersucht. Die beiden Populationseltern L16 und Express unterscheiden sich nicht nur durch unterschiedliche GSL-Gesamtgehalte im Samen (L16 59,0 µmol vs. Express 26,4 µmol) und in der Grünmasse (L16 1,1 µmol vs. Express 6,2 µmol), sondern auch in der relativen Zusammensetzung von Alkenyl- und Indol-GSL (L16 31 % Indol-GSL vs. Express 10 % Indol-GSL). Die über zwei Orte gemittelten GSL-Gehalte der Population waren zum Knospenstadium in der Grünmasse mit 5,4 µmol in Stängeln und 3,7 µmol in Blättern sehr niedrig, zur Reife in den Samen mit 48,6 µmol jedoch hoch. Die Heritabilitäten der Merkmale mit signifikanter genotypischer Variation lagen im Stängel zwischen 0,64 und 0,86, im Blatt zwischen 0,55 und 0,89 und im Samen zwischen 0,70 und 0,98. Die Korrelationen der GSL-Gesamtgehalte zwischen Blatt und Stängel lag bei 0,95, diejenige zwischen Stängel (Blatt) und Samen bei 0,52 (0,53). Die erstellte Kopplungskarte enthielt 4003 SNP-Marker, deren 19 Kopplungsgruppen 2050 centiMorgan abdeckten. Der mittlere Abstand zwischen zwei Markern lag bei 2 cM. Es wurden insgesamt 115 QTL gefunden von denen 49 QTL für die GSL-Gehalte im Samen, 35 QTL für die Gehalte im Stängel und 31 QTL für die Gehalte im Blatt verantwortlich waren. Für aliphatische GSL zeigten sich drei Hauptregionen auf den Kopplungsgruppen A03, C02 und C09. Während auf A03 und C09 QTL aus allen Pflanzenteilen lokalisiert wurden, regulierten die QTL auf C02 spezifisch die Gehalte im Samen. Für Indol GSL-Gehalte von Blatt und Stängel existierten zwei Hauptregionen auf den Kopplungs-gruppen A02 und C07, welche von denen im Samen (auf A03, C02 und C05) getrennt lokalisiert waren. Die Ergebnisse zeigen, dass 1) die Akkumulation von aliphatischen und indolischen GSL durch gentrennte Genomregionen gesteuert wurde, 2) GSL-Gehalte in Blatt und Stängel durch identische Genomregionen kontrolliert wurden und 3) die GSL-Akkumulation im Samen teils von den gleichen Regionen des Genoms wie in Blatt und Stängel, teils aber auch durch für Samen spezifische Genomregionen reguliert wurde.

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