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Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1974. / Typescript. Vita. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 254-271).

Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison, 1970. / eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Es wird eine Bioassay-Analyse von 168 Testsubstanzen gegenüber Tetrahymena pyriformis beschrieben. Mithilfe dieses In-vitro-Ansatzes konnte eine erste prognostische Aussage über die toxische Wirkung unbekannter Stoffe getroffen werden. Aus den Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen erfolgte eine Bestimmung der Toxizitätserhöhung gegenüber der Narkoselevel-Toxizität. Dadurch war eine mechanistische Interpretation der Wirkstärke der Fremdstoffe möglich. Die Wirkung der Fremdstoffe basiert auf direkten toxikologisch relevanten Reaktionsmechanismen mit nukleophilen Biomolekülen oder nach entsprechender enzymatischer Aktivierung und ermöglichte die Aufstellung von Strukturalarmen. Aus jeder Stoffklasse waren Vertreter direkt oder nach enzymatischer Biotransformation erhöht toxisch. Somit ist mithilfe der Ciliaten eine Vorhersage der direkten reaktiven Toxizität möglich. Zudem enthält es für eine metabolische Aktivierung bedeutsame Enzymsysteme. Damit ist es für eine prognostische Vorhersage der Toxizität unbekannter Stoffe anwendbar.

Es wird eine Bioassay-Analyse von 168 Testsubstanzen gegenüber Tetrahymena pyriformis beschrieben. Mithilfe dieses In-vitro-Ansatzes konnte eine erste prognostische Aussage über die toxische Wirkung unbekannter Stoffe getroffen werden. Aus den Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen erfolgte eine Bestimmung der Toxizitätserhöhung gegenüber der Narkoselevel-Toxizität. Dadurch war eine mechanistische Interpretation der Wirkstärke der Fremdstoffe möglich. Die Wirkung der Fremdstoffe basiert auf direkten toxikologisch relevanten Reaktionsmechanismen mit nukleophilen Biomolekülen oder nach entsprechender enzymatischer Aktivierung und ermöglichte die Aufstellung von Strukturalarmen. Aus jeder Stoffklasse waren Vertreter direkt oder nach enzymatischer Biotransformation erhöht toxisch. Somit ist mithilfe der Ciliaten eine Vorhersage der direkten reaktiven Toxizität möglich. Zudem enthält es für eine metabolische Aktivierung bedeutsame Enzymsysteme. Damit ist es für eine prognostische Vorhersage der Toxizität unbekannter Stoffe anwendbar.

Thesis--Catholic University of America. / Bibliography: p. 33-36.

Universiẗat, Diss., 2004--Bonn.

Zur Bestimmung der toxizitätsrelevanten Thiolreaktivität wurde ein Chemoassay mit dem Modellnukleophil 4-Nitrothiophenol (NBT) entwickelt. Es wurden die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten kNBT für insgesamt 145 Verbindungen aus verschiedenen Stoffklassen bestimmt. Ein Modell zur Berücksichtigung der Flüchtigkeit der Elektrophile bei der Berechnung von kNBT wurde entwickelt. Außerdem wurde der Einfluss des pH-Werts auf die Thiolreaktivität unter reaktionsmechanistischen Gesichtspunkten diskutiert. Die NBT-Reaktivität wurde mit der Reaktivität gegenüber anderen toxizitätsrelevanten Nukleophilen verglichen. Zur Einordnung der Thiolreaktivität in den toxikologischen Zusammenhang wurden die Korrelationen zwischen kNBT und ausgewählten toxikologischen Endpunkten betrachtet. Am Beispiel der aquatischen Toxizität im Bioassay mit Tetrahymena pyriformis konnten stoffklassenspezifische Modelle zur Beschreibung der absoluten Toxizität log EC50 und der Toxizitätserhöhung log Te mit guter bis sehr guter Vorhersagekraft abgeleitet werden.

Im Rahmen der EU-Richtlinie REACH müssen industrierelevante Chemikalien bezüglich des Risikos für Mensch und Umwelt (neu) untersucht und bewertet werden, wobei die Anzahl an Tierversuchen zu minimieren ist und neue toxikologische Prüfmethoden, Bewertungsstrategien sowie alternative Testsysteme entwickelt und optimiert werden sollen. Ubiquitär vorkommende Testorganismen, welche ähnliche Eigenschaften und eine vergleichbare Sensitivität bezüglich äußerer Einflüsse wie komplexere Organismen (Fisch, Säugetier, Mensch) besitzen, sind hier besonders gefragt um die Belastung abzuschätzen und Trendaussagen über die Wirkung zu formulieren. Durch den Einsatz vieler dieser Testorganismen sowie durch die Ermittlung der chemischen Reaktivität und der Strukturmerkmale einer Verbindung kann ein globales Bild über die Wirkung erhalten werden. Ein Organismus, der diese Charakteristika aufweist, ist der eukaryotische Einzeller Tetrahymena pyriformis GL. In der vorliegenden Dissertation wird zum einen die jeweilige Toxizität elektrophiler Substanzen unterschiedlicher Stoffklassen und Reaktions-mechanismen (α,β-ungesättigte Carbonyl- und Carboxylverbindungen, heterozyklische Drei- und Vierringe, α-halogenierte Carbonyle, Harnstoffe und Thioharnstoffe, aromatische Disulfide sowie aliphatische und aromatische Nitroverbindungen) nach den Expositionszeiten 24 h, 48 h und 72 h mit Hilfe eines etablierten Wachstumshemmtests (Müller, 2001) bestimmt und Struktur-Toxizitäts-Beziehungen bzw. Strukturalarme abgeleitet. Neben der methodischen Optimierung werden die substanzspezifischen Eigenschaften, Flüchtigkeit und Sorptionsfähigkeit, quantitativ erfasst und durch neu aufgestellten Modellgleichungen für jede Substanz ermittelt. Mit der Bestimmung der Toxizitätserhöhung, Te, welche auch als ein Maß für die Reaktivität angesehen werden kann, werden Organismen-spezifische Narkose-Basis-Geraden generiert, exzesstoxische Verbindungen identifiziert und Strukturalarme für die jeweiligen Stoffklassen aufgestellt. Zum anderen werden binäre Mischungen untersucht, welche aus den Einzelstoffen bestehen, deren Toxizität im ersten Abschnitt der Arbeit ermittelt wurden und bei denen theoretische Annahmen über die Reaktionsmechanismen bestehen. Dieser Abschnitt identifiziert, ob gleiche bzw. unähnliche primäre Wechselwirkungen zweier Substanzen mit den biologischen Targets vorliegen und welcher Mechanismus, der reaktive Mechanismus exzesstoxischer Substanzen oder die Wechselwirkungen mit Membran-Bestandteilen, dominierend ist. Für die Auswertung der Mischungsergebnisse werden die etablierten biometrischen Modelle Konzentrations-Additivität und Unabhängigen Wirkung verwendet. Es wird dargestellt, dass die Mischungstoxizitäten der binären Mischungen ähnlich wirkender Substanzen zwar relativ genau mithilfe beider Modelle berechnet werden, jedoch keine eindeutige Charakterisierung der Mechanismen möglich ist. Die Ergebnisse der untersuchten binären Mischungen unterschiedlich wirkender Substanzen zeigen dagegen, dass die Mischungstoxizitäten unähnlicher Substanzen relativ genau mithilfe des Modells der Unabhängigen Wirkung berechnet werden und eine Charakterisierung der Mechanismen möglich ist.