Die missbräuchliche Anwendung von anabolen Substanzen erfolgt mit dem Ziel eines verstärkten Muskelaufbaus - im Sport zur Leistungsverbesserung, in der Tierzucht zum Erreichen von Zuchtidealen oder bei der Masttierhaltung zur Produktivitätssteigerung. Bisher wurden Doping- oder Medikationskontrollen zum Nachweis von anabolen Steroidhormonen üblicherweise im Urin bzw. im Blut durchgeführt. Für bestimmte Fragestellungen kann der analysierbare Zeitraum allerdings unzureichend sein oder aber die Untersuchungsmaterialien sind unter praktischen Gegebenheiten nur eingeschränkt verfügbar. Das Sammeln von Urinproben ist beispielsweise bei Zuchthengsten nur mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand realisierbar. Haare stellen in solchen Situationen eine Alternative dar, da sich das Entnahmeverfahren unkompliziert gestaltet und bei einer entsprechenden Haarlänge die eingelagerten Fremdstoffe länger als in Urin- oder Blutproben detektierbar sein sollten. In der vorliegenden Arbeit wurde ein effektiver Langzeitnachweis für insgesamt 11 anabole Substanzen in Pferdehaar-Proben mittels GC-HRMS und GC-MS/MS entwickelt (Nachweisgrenzen zwischen 0,1 und 5,0 pg/mg). Dabei können zum einen körperfremde anabole Wirkstoffe (z. B. Steroidester in Depotpräparaten) und zum anderen körper-eigene Steroide analysiert werden (z. B. Testosteron und Nandrolon beim Hengst). In verschiedenen Applikationsversuchen wurde gezeigt, dass durch eine Haaranalyse der Nachweis bis zu einem Jahr möglich ist. Für die endogene Nandrolonmenge in Schweifproben von unbehandelten Hengsten wurde eine signifikante Altersabhängigkeit festgestellt. Die ermittelten physiologischen Höchstkonzentrationen für Nandrolon betragen zwischen 1,1 pg/mg bei Junghengsten (1-3 Jahre) und 3,1 pg/mg bei Althengsten (11-20 Jahre). Die Bestimmung von Nandrolon in Haarproben erwies sich für die Körungskontrollen bei Junghengsten als ein geeignetes Verfahren zur Detektion einer exogenen Zufuhr. Die Untersuchung von Haaren ist zum Langzeitnachweis als Alternative gegenüber Blut- und Urinanalysen vorzuziehen, auch wenn sich retrospektiv nicht alle Fragen zum Behandlungsablauf präzise klären lassen (z. B. Angaben zur Dosierung oder zum genauen Applikationszeitpunkt). Das neu etablierte Verfahren ist außerdem die Methode der Wahl, wenn die Verfügbarkeit der übrigen Probematerialien eingeschränkt bzw. eine einfache und schnelle Beprobung erforderlich ist. Es wird bereits zur Medikationskontrolle bei Zuchthengsten sowie bei speziellen forensischen Untersuchungen eingesetzt.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der berührungslosen Schweißdetektion im Fahrzeug als Bestandteil der automatisierten Klimasteuerung. Für die Erkennung von Schweiß wird eine Wärmebildkamera herangezogen, da austretender Schweiß durch Entzug der Verdampfungswärme die Haut abkühlt und daher auf dem Wärmebild zu sehen ist. Die Ergebnisse basieren auf verschiedenen Studien, in denen 20 Probanden ein sportliches Training absolvieren mussten, um ins Schwitzen zu kommen. Dabei wurde in regelmäßigen Abständen nach dem Schweißstatus gefragt und der Kopfbereich im Wärmebild aufgenommen. Für die Auswertung wurde der Stirnbereich auf dem Wärmebild explorativ untersucht, da dieser meistens nicht von Haaren oder Kleidung bedeckt ist. Der Stirnbereich wurde dann für verschiedene Schweißzustände betrachtet und die Temperaturdifferenz zwischen maximaler und minimaler Temperatur, sowie die festgestellte Fleckigkeit anhand einer räumlichen Frequenzanalyse analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass anhand der 2D-Fouriertransformation, mit anschließender Bildung des radialen Mittelwerts aus dem Powerspektrum, die beste Unterscheidung zwischen einem schwitzenden und nicht schwitzenden Insassen gemacht werden können. Speziell bei der Betrachtung eines Pixelbereichs von 21 Pixel x 21 Pixel auf der Stirn konnte mithilfe der Signalentdeckungstheorie eine Treffer-Rate von 95 % unter 5 % falschen Alarmen festgestellt werden. Das bedeutet, dass es möglich ist, anhand eines Wärmebilds der Stirn das Schwitzen bei einem Insassen im Fahrzeug mit einer Sicherheit von 95 % zu erkennen.

Die missbräuchliche Anwendung von anabolen Substanzen erfolgt mit dem Ziel eines verstärkten Muskelaufbaus - im Sport zur Leistungsverbesserung, in der Tierzucht zum Erreichen von Zuchtidealen oder bei der Masttierhaltung zur Produktivitätssteigerung. Bisher wurden Doping- oder Medikationskontrollen zum Nachweis von anabolen Steroidhormonen üblicherweise im Urin bzw. im Blut durchgeführt. Für bestimmte Fragestellungen kann der analysierbare Zeitraum allerdings unzureichend sein oder aber die Untersuchungsmaterialien sind unter praktischen Gegebenheiten nur eingeschränkt verfügbar. Das Sammeln von Urinproben ist beispielsweise bei Zuchthengsten nur mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand realisierbar. Haare stellen in solchen Situationen eine Alternative dar, da sich das Entnahmeverfahren unkompliziert gestaltet und bei einer entsprechenden Haarlänge die eingelagerten Fremdstoffe länger als in Urin- oder Blutproben detektierbar sein sollten. In der vorliegenden Arbeit wurde ein effektiver Langzeitnachweis für insgesamt 11 anabole Substanzen in Pferdehaar-Proben mittels GC-HRMS und GC-MS/MS entwickelt (Nachweisgrenzen zwischen 0,1 und 5,0 pg/mg). Dabei können zum einen körperfremde anabole Wirkstoffe (z. B. Steroidester in Depotpräparaten) und zum anderen körper-eigene Steroide analysiert werden (z. B. Testosteron und Nandrolon beim Hengst). In verschiedenen Applikationsversuchen wurde gezeigt, dass durch eine Haaranalyse der Nachweis bis zu einem Jahr möglich ist. Für die endogene Nandrolonmenge in Schweifproben von unbehandelten Hengsten wurde eine signifikante Altersabhängigkeit festgestellt. Die ermittelten physiologischen Höchstkonzentrationen für Nandrolon betragen zwischen 1,1 pg/mg bei Junghengsten (1-3 Jahre) und 3,1 pg/mg bei Althengsten (11-20 Jahre). Die Bestimmung von Nandrolon in Haarproben erwies sich für die Körungskontrollen bei Junghengsten als ein geeignetes Verfahren zur Detektion einer exogenen Zufuhr. Die Untersuchung von Haaren ist zum Langzeitnachweis als Alternative gegenüber Blut- und Urinanalysen vorzuziehen, auch wenn sich retrospektiv nicht alle Fragen zum Behandlungsablauf präzise klären lassen (z. B. Angaben zur Dosierung oder zum genauen Applikationszeitpunkt). Das neu etablierte Verfahren ist außerdem die Methode der Wahl, wenn die Verfügbarkeit der übrigen Probematerialien eingeschränkt bzw. eine einfache und schnelle Beprobung erforderlich ist. Es wird bereits zur Medikationskontrolle bei Zuchthengsten sowie bei speziellen forensischen Untersuchungen eingesetzt.

Einleitung: Die Supplementation von Elektrolyten beim Pferd wird als Risikofaktor für die Entstehung von Magenschleimhautveränderungen postuliert, jedoch liegen hierzu nur unzureichende Untersuchungen beim Pferd vor. Ziele der Untersuchungen: Das Ziel der Studie war die Untersuchung der Effekte einer pelletierten Natriumchlorid (NaCl)-Supplementation auf die Magenschleimhaut, den Säure- Basen- und den Mineralstoffhaushalt bei Sportpferden. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine NaCl-Supplementation in einer pelletierten Konfektionierung, dosiert zum Ausgleich von Elektrolytverlusten durch zehn Liter Schweiß, Magenschleimhautveränderungen nicht induzieren bzw. verschlechtern, sowie keinen negativen Effekt auf den Säure-Basen- und Mineralstoffhaushalt bei Sportpferden hervorbringen würde. Material und Methoden: 15 dreijährige, gesunde Warmbluthengste von einem Gestüt wurden im randomisierten Cross-over-Verfahren untersucht. Die Pferde erhielten für 19 Tage entweder ein NaCl-Pellet in einer Dosierung zum Ausgleich von Elektrolytverlusten durch zehn Liter Schweiß oder ein Placebo-Pellet in gleicher Menge. Zwischen den Fütterungsperioden lag eine 14-tägige Wash-out-Periode. Die Magenschleimhaut wurde mittels Gastroskopie vor (T0) und nach jeder Fütterungsperiode (T21) evaluiert. Es wurden Blutproben zur Untersuchung des Säure-Basen-Haushalts, Hämatokrit und Gesamteiweiß-, Kreatinin- und Harnstoffkonzentrationen jeweils vor (T-1) und nach den Fütterungsperioden (T20) entnommen. Spontanharn wurde an denselben Tagen wie die Blutentnahme aufgefangen und es erfolgte die Untersuchung auf das urinspezifische Gewicht und den Elektrolyt-, Kreatinin- und Harnstoffkonzentrationen. Die Ermittlung der Wasseraufnahme über 24-h erfolgte zu definierten Zeitpunkten. Statistik: Die Daten wurden mittels StatSoft STATISTICAÒ und SPSSÒ ausgewertet. Eine Power-Analyse mit einer Power von 0,95 und einem medianen Unterschied von einem Grad an Magenschleimhautveränderungen ergab eine Probengröße von mindestens 14 Pferden. Die Daten wurden auf Normalverteilung überprüft. Normalverteilte Daten wurden mittels ANOVA und Fisher LSD Test und nicht normalverteilte Daten mittels Wilcoxon Test ausgewertet. Das Signifikanzniveau wurde mit p < 0.05 festgelegt. Ergebnisse: Die initiale Prävalenz von Magenschleimhautveränderungen lag bei 83,3 % (Pars nonglandularis: Score 0: 16,66 %, Score 1: 33,33 %, Score >1: 50 %; Pars glandularis: Score 0: 16,66 %, Score 1: 50 %, Score >1: 33,33 %). Die Supplementation der NaCl-Pellets hatte keinen negativen Effekt auf die Magenschleimhaut (Median Score (25./75. Perzentil) z.B. in der großen Kurvatur der Pars nonglandularis (NaCl: T0 = 1 (0/1), T21 = 0 (0/2), p = 0,74; Placebo: T0 = 0 (0/2), T21 = 0 (0/2), p = 0,62) oder im Antrum pyloricum (NaCl: T0 = 1 (1/1), T21 = 1 (1/2), p = 0,43; Placebo: T0 = 1 (1/1), T21 = 2 (1/2), p = 0,1). Der Blut pH-Wert, die Konzentration des Gesamteiweißes und der Hämatokrit zeigten keine signifikanten Veränderungen nach NaCl-Supplementation im Vergleich zum Placebo. Bei den Elektrolyten gab es zeitabhängige Veränderungen, ohne signifikanten Einfluss der NaCl-Supplementation gegenüber dem Placebo. Im Urin wurde die mittlere (± SD) Natrium-Konzentration durch die NaCl-Supplementation signifikant erhöht (NaCl: T-1 = 29,3 ± 15,8 mmol/l, T20= 96,4 ± 61,3 mmol/l, p = 0,01; Placebo: T-1 = 17,5 ± 3,7 mmol/l, T20= 21,8 ± 5,6 mmol/l, p = 0,85) und die mittlere Kreatinin-Konzentration im Urin signifikant erniedrigt. Das urinspezische Gewicht und die Kalzium-Konzentrationen im Urin zeigten eine Erniedrigung über Zeit in beiden Fütterungsgruppen ohne behandlungsbedingte Effekte. Die 24-h Wasseraufnahme wurde durch die NaCl-Supplementation im Vergleich zum Placebo nicht beeinflusst. Schlussfolgerung: Eine tägliche NaCl-Supplementation in der Konfektionierung eines Pellets ist eine schmackhafte und sichere Methode, um Elektrolytverluste durch den Schweiß bei Sportpferden auszugleichen. Die NaCl-Supplementation hatte weder negative Effekte auf die Magenschleimhaut noch auf den Säure-Basen- und Mineralstoffhaushalt bei Pferden.:1. Einleitung 2. Literaturübersicht 2.1. Salzsupplementation bei Pferden 2.1.1. Aufgaben von NaCl im Körper des Pferdes 2.1.2. Auswirkungen einer Unterversorgung mit NaCl 2.1.3. Täglicher Bedarf an NaCl 2.1.4. Verlust von NaCl über den Schweiß des Pferdes 2.1.5. Versorgung mit NaCl durch Futtermittel 2.1.6. NaCl-Supplementation 2.1.6.1. Positive Auswirkungen der Supplementation von Elektrolyten bzw. NaCl bei Sportpferden auf die Rehydratation, die Kompensation von Elektrolytverlusten und Glykogen-Resynthese 2.1.6.2. Effekte einer NaCl-Supplementation auf den Säure-Basen-Haushalt von Pferden 2.1.6.3. Effekte einer NaCl-Supplementation auf den Urin von Pferden 2.1.6.4. Effekte einer NaCl-Supplementation auf den Wasserhaushalt bzw. die Wasseraufnahme von Pferden 2.2. Equine Gastric Ulcer Syndrome 2.2.1. Definition 2.2.2. Prävalenzen von Magengeschwüren 2.2.3. Risikofaktoren 2.3. Auswirkungen einer NaCl-Supplementation auf die Magenschleimhaut 2.3.1. Auswirkungen bei Pferden 2.3.2. Auswirkungen beim Menschen und anderen Tierspezies 3. Publikation 3.1. The effects of feeding sodium chloride pellets on the gastric mucosa, acid-base, and mineral status in exercising horses 4. Diskussion 4.1. Kritik der Methoden 4.2. Diskussion der Ergebnisse 4.3. Fazit 5. Zusammenfassung 6. Summary 7. Literaturverzeichnis 8. Anhang 8.1. Liste der Vorträge im Rahmen dieser Dissertation 9. Danksagung / Introduction: Electrolyte supplementation may be a risk factor for gastric mucosal lesions, but relevant evidence is limited in horses. Aim of the study: The aim of the study was to investigate the effects of a pelleted sodium chloride (NaCl) supplementation on the gastric mucosa, the acid-base and mineral status of exercising horses. We hypothesized that NaCl supplementation in form of a pellet would neither cause nor exacerbate existing gastric mucosal damage and would not have negative effects on the acid-base and mineral status, when fed in a dosage to compensate for electrolyte losses in 10 L of sweat. Material and Methods: This study was a randomized placebo-controlled study in a crossover design. 15 3-year-old healthy Warmblood stallions from a stud farm were fed either a NaCl pellet in a dosage to replace sweat losses of 10 L or a placebo for 19 days with a wash-out period of 14 days between treatments. The gastric mucosa was evaluated by gastroscopy before (T0) and after (T21) treatment. Blood samples were collected for evaluation of acid-base status, packed cell volume and total protein, creatinine and blood urea nitrogen concentrations before (T-1) and after (T20) treatments. Spontaneous urine was collected on the same days as blood was taken for measurements of urine specific gravity, electrolytes, creatinine and urea concentrations. Furthermore, daily water intake was measured. Statistics: Data were processed using StatSoft STATISTICAÒ and SPSSÒ. A power analysis with a power of 0.95 and a median difference of 1 grade of gastric ulceration was performed to estimate the minimum required sample size of 14 animals. The data were analyzed for normal distribution. Normally distributed data were tested for significance using the ANOVA and the Fishers LSD test. If the data were non-parametric, significance was tested by Wilcoxon test. Significance was set at p < 0.05. Results: The initial prevalence of gastric mucosal lesions was 83.3 % (squamous mucosa: score 0: 16.66 %, score 1: 33.33 %, score >1: 50 %; glandular mucosa: score 0: 16.66 %, score 1: 50 %, score >1: 33.33 %). The supplementation of the NaCl pellets did not adversely affect the gastric mucosa (median score (25th/75th percentile); for example, the greater curvature squamous mucosa (NaCl: T0 = 1 (0/1), T21 = 0 (0/2), p = 0.74; placebo: T0 = 0 (0/2), T21 = 0 (0/2), p = 0.62) or the pyloric antrum (NaCl: T0 = 1 (1/1), T21 = 1 (1/2), p = 0.43; placebo: T0 = 1 (1/1), T21 = 2 (1/2), p = 0.1). In the venous blood pH, total protein and PCV did not show any significant differences after NaCl supplementation in comparison to the placebo. The electrolytes showed significant time related differences in both treatment groups, but no significant effect could be seen between NaCl and placebo. Urinary sodium values significantly increased after NaCl supplementation (mean ± SD; NaCl: T-1= 29.3 ± 15.8 mmol/L, T20= 96.4 ± 61.3 mmol/L, p= 0.01; placebo: T-1= 17.5 ± 3.7 mmol/L, T20= 21.8 ± 5.6 mmol/L, p= 0.85). Urinary creatinine values significantly decreased after NaCl supplementation. Urinary specific gravity and urinary calcium concentrations showed a significant decrease in both treatment groups, but without any significant differences between diets. The amount of water intake over 24 h did not differ significantly between diets. Conclusion: Daily NaCl supplementation in form of a pellet is a palatable and safe way to replace electrolyte losses from sweating in exercising horses. A pelleted NaCl supplementation does not have negative effects on neither the gastric mucosa, nor the acid-base and mineral status.:1. Einleitung 2. Literaturübersicht 2.1. Salzsupplementation bei Pferden 2.1.1. Aufgaben von NaCl im Körper des Pferdes 2.1.2. Auswirkungen einer Unterversorgung mit NaCl 2.1.3. Täglicher Bedarf an NaCl 2.1.4. Verlust von NaCl über den Schweiß des Pferdes 2.1.5. Versorgung mit NaCl durch Futtermittel 2.1.6. NaCl-Supplementation 2.1.6.1. Positive Auswirkungen der Supplementation von Elektrolyten bzw. NaCl bei Sportpferden auf die Rehydratation, die Kompensation von Elektrolytverlusten und Glykogen-Resynthese 2.1.6.2. Effekte einer NaCl-Supplementation auf den Säure-Basen-Haushalt von Pferden 2.1.6.3. Effekte einer NaCl-Supplementation auf den Urin von Pferden 2.1.6.4. Effekte einer NaCl-Supplementation auf den Wasserhaushalt bzw. die Wasseraufnahme von Pferden 2.2. Equine Gastric Ulcer Syndrome 2.2.1. Definition 2.2.2. Prävalenzen von Magengeschwüren 2.2.3. Risikofaktoren 2.3. Auswirkungen einer NaCl-Supplementation auf die Magenschleimhaut 2.3.1. Auswirkungen bei Pferden 2.3.2. Auswirkungen beim Menschen und anderen Tierspezies 3. Publikation 3.1. The effects of feeding sodium chloride pellets on the gastric mucosa, acid-base, and mineral status in exercising horses 4. Diskussion 4.1. Kritik der Methoden 4.2. Diskussion der Ergebnisse 4.3. Fazit 5. Zusammenfassung 6. Summary 7. Literaturverzeichnis 8. Anhang 8.1. Liste der Vorträge im Rahmen dieser Dissertation 9. Danksagung

Background: Patients with Panic Disorder (PD) direct their attention towards potential threat, followed by panic attacks, and increased sweat production. Onés own anxiety sweat odor influences the attentional focus, and discrimination of threat or non-threat. Since olfactory projection areas overlap with neuronal areas of a panic-specific fear network, the present study investigated the neuronal processing of odors in general and of stress-related sweat odors in particular in patients with PD. Methods: A sample of 13 patients with PD with/ without agoraphobia and 13 age- and gender-matched healthy controls underwent an fMRI investigation during olfactory stimulation with their stress-related sweat odors (TSST, ergometry) as well as artificial odors (peach, artificial sweat) as non-fearful non-body odors. Principal Findings: The two groups did not differ with respect to their olfactory identification ability. Independent of the kind of odor, the patients with PD showed activations in fronto-cortical areas in contrast to the healthy controls who showed activations in olfaction-related areas such as the amygdalae and the hippocampus. For artificial odors, the patients with PD showed a decreased neuronal activation of the thalamus, the posterior cingulate cortex and the anterior cingulate cortex. Under the presentation of sweat odor caused by ergometric exercise, the patients with PD showed an increased activation in the superior temporal gyrus, the supramarginal gyrus, and the cingulate cortex which was positively correlated with the severity of the psychopathology. For the sweat odor from the anxiety condition, the patients with PD showed an increased activation in the gyrus frontalis inferior, which was positively correlated with the severity of the psychopathology. Conclusions: The results suggest altered neuronal processing of olfactory stimuli in PD. Both artificial odors and stress-related body odors activate specific parts of a fear-network which is associated with an increased severity of the psychopathology.

Background: Patients with Panic Disorder (PD) direct their attention towards potential threat, followed by panic attacks, and increased sweat production. Onés own anxiety sweat odor influences the attentional focus, and discrimination of threat or non-threat. Since olfactory projection areas overlap with neuronal areas of a panic-specific fear network, the present study investigated the neuronal processing of odors in general and of stress-related sweat odors in particular in patients with PD. Methods: A sample of 13 patients with PD with/ without agoraphobia and 13 age- and gender-matched healthy controls underwent an fMRI investigation during olfactory stimulation with their stress-related sweat odors (TSST, ergometry) as well as artificial odors (peach, artificial sweat) as non-fearful non-body odors. Principal Findings: The two groups did not differ with respect to their olfactory identification ability. Independent of the kind of odor, the patients with PD showed activations in fronto-cortical areas in contrast to the healthy controls who showed activations in olfaction-related areas such as the amygdalae and the hippocampus. For artificial odors, the patients with PD showed a decreased neuronal activation of the thalamus, the posterior cingulate cortex and the anterior cingulate cortex. Under the presentation of sweat odor caused by ergometric exercise, the patients with PD showed an increased activation in the superior temporal gyrus, the supramarginal gyrus, and the cingulate cortex which was positively correlated with the severity of the psychopathology. For the sweat odor from the anxiety condition, the patients with PD showed an increased activation in the gyrus frontalis inferior, which was positively correlated with the severity of the psychopathology. Conclusions: The results suggest altered neuronal processing of olfactory stimuli in PD. Both artificial odors and stress-related body odors activate specific parts of a fear-network which is associated with an increased severity of the psychopathology.