Ziel dieser Arbeit war es, die intrinsische Innervation durch das enterische Nervensystem in den funktionell unterschiedlichen Vormagenbereichen Pansen, Haube und Schlundrinne beim Saug- und Mastlamm zu charakterisieren. Im ersten Teil der Arbeit wurden grundsätzliche Innervationsmerkmale wie die neurochemischen Kodierung der myenterischen Neurone ermittelt. Im zweiten Teil wurde beim Sauglamm untersucht, ob an der Innervation der Vormagenmuskulatur myenterische Neurone mit spezifischer neurochemischer Kodierung beteiligt sind. Beiden Fragestellungen wurde durch die Untersuchung von kultivierten Gewebeproben aus Pansen, Haube und Schlundrinne nachgegangen. Zur Identifizierung der Muskelneurone wurde in Verbindung mit der Gewebekultur eine retrograde Tracingmethode mit dem Fluoreszenzfarbstoff 1,1`-Didodecyl-3,3,3',3'-Tetramethylindocarbocyanin-Perchlorat (DiI) angewandt. Zur Bestimmung der neurochemischen Kodierung wurden die Neurone auf ihre Immunreaktivität für Cholinazetyltransferase (ChAT), Stickstoffmonoxidsynthase (NOS), Substanz P (SP) und Vasoaktives Intestinales Peptid (VIP) untersucht. Mit Hilfe dieses Ansatzes konnten die Populationen ChAT/SP, ChAT/-, NOS/VIP und NOS/- ermittelt werden. Die prozentualen Anteile der einzelnen Populationen wiesen dabei sowohl lokalisations- als auch altersabhängige Unterschiede auf. Während im Pansen und in der Haube des Sauglammes die meisten Neurone eine cholinerge Kodierung besaßen (Pansen: ChAT/SP 63% der Gesamtneuronenpopulation, ChAT/- 19%, NOS/VIP 17%, NOS/- <1%; Haube: ChAT/SP 64%, ChAT/- 24%, NOS/VIP 10%, NOS/- <1%), war in der Schlundrinne des Sauglammes die größte Population nitrerg (NOS/VIP 45%, NOS/- 17%, ChAT/SP 25%, ChAT/- 13%). In diesem Bereich des Vormagens traten die stärksten altersabhängigen Veränderungen der Populationsgrößen auf. So wies in der Schlundrinne des Mastlammes die Population NOS/VIP einen Anteil von 83% auf. Die Populationen ChAT/SP und ChAT/- waren nicht mehr nachweisbar. Eine moderate Zunahme der nitrergen Population war altersabhängig auch im Retikulorumen des Mastlammes feststellbar (Pansen: ChAT/SP 61%, ChAT/- 13%, NOS/VIP 24%, NOS/- <1%; Haube: ChAT/SP 62%, ChAT/- 21%, NOS/VIP 17%, NOS/- <1%). Die Applikation des Farbstoffs DiI auf die Vormagenmuskulatur (retrogrades Tracing) führte in allen drei untersuchten Kompartimenten zur Markierung von Muskelneuronen. Im Pansen besaßen die DiI-markierten Neurone hauptsächlich die Kodierungen ChAT/SP und NOS/VIP. In der Zirkulär- und in der Longitudinalmuskulatur waren 65% der Muskelneurone cholinerg und 35% waren nitrerg. Auch in der Haube wurden beide Muskelschichten vorwiegend durch Neurone der Population ChAT/SP innerviert (Zirkulärmuskelschicht: ChAT/SP 66%, NOS/VIP 18%; Längsmuskelschicht: ChAT/SP 63%, NOS/VIP 30%). Anders als im Pansen projizierte in der Haube ein größerer Anteil der rein cholinergen Neurone zur Muskulatur (Haube: Zirkulärmuskelschicht: 16%, Längsmuskelschicht: 7%; Pansen: 2% bzw. 5%). Sowohl im Pansen als auch in der Haube waren die markierten Muskelneurone beider Muskelschichten zu etwa gleichen Anteilen oral und aboral von der Applikationsstelle lokalisiert. In der Schlundrinne stammten die markierten Muskelneurone aus allen vier Populationen. Der prozentuale Anteil der nitrergen Muskelneurone war hier höher als im Retikulorumen (beide Muskelschichten: NOS/VIP 39%, NOS/- 17%, ChAT/SP 26%, ChAT/- 9%). Die meisten Muskelneurone waren aboral der Applikationsstelle lokalisiert und besaßen daher eine aszendierende Projektionsrichtung. Eine Polarität der aszendierenden und deszendierenden Projektionen konnte dabei in keinem der drei Kompartimente nachgewiesen werden. Es konnte somit gezeigt werden, dass im Vormagen myenterische Neurone unterschiedlicher neurochemischer Kodierungen existieren, die auch zur Innervation der glatten Muskulatur beitragen. Die prozentualen Anteile der einzelnen Populationen sind dabei von der Lokalisation und dem Alter und somit auch von der Funktion der einzelnen Vormagenkompartimente abhängig. Die altersabhängig veränderten Innervationsmuster weisen auf die Fähigkeit der enterischen Nerven hin, sich an die physiologischen Besonderheiten des Wiederkäuervormagens anzupassen. Sie spiegeln somit die neuronale Plastizität wieder.

Ziel der Arbeit war es festzustellen, ob Haptoglobin, ein Akute-Phase-Protein der Hauswiederkäuer, auch bei verschiedenen Wildwiederkäuern und Elefanten in vergleichbarer Weise fungiert und somit als Entzündungsmarker genutzt werden kann. Zusammenfassend kann aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen geschlossen werden, dass bei Wildwiederkäuern die Bestimmung des Hp zur Detektion und Beurteilung der Behandlung entzündlicher Krankheitsprozesse genutzt werden kann.

Ziel dieser Arbeit war es, die intrinsische Innervation durch das enterische Nervensystem in den funktionell unterschiedlichen Vormagenbereichen Pansen, Haube und Schlundrinne beim Saug- und Mastlamm zu charakterisieren. Im ersten Teil der Arbeit wurden grundsätzliche Innervationsmerkmale wie die neurochemischen Kodierung der myenterischen Neurone ermittelt. Im zweiten Teil wurde beim Sauglamm untersucht, ob an der Innervation der Vormagenmuskulatur myenterische Neurone mit spezifischer neurochemischer Kodierung beteiligt sind. Beiden Fragestellungen wurde durch die Untersuchung von kultivierten Gewebeproben aus Pansen, Haube und Schlundrinne nachgegangen. Zur Identifizierung der Muskelneurone wurde in Verbindung mit der Gewebekultur eine retrograde Tracingmethode mit dem Fluoreszenzfarbstoff 1,1`-Didodecyl-3,3,3'',3''-Tetramethylindocarbocyanin-Perchlorat (DiI) angewandt. Zur Bestimmung der neurochemischen Kodierung wurden die Neurone auf ihre Immunreaktivität für Cholinazetyltransferase (ChAT), Stickstoffmonoxidsynthase (NOS), Substanz P (SP) und Vasoaktives Intestinales Peptid (VIP) untersucht. Mit Hilfe dieses Ansatzes konnten die Populationen ChAT/SP, ChAT/-, NOS/VIP und NOS/- ermittelt werden. Die prozentualen Anteile der einzelnen Populationen wiesen dabei sowohl lokalisations- als auch altersabhängige Unterschiede auf. Während im Pansen und in der Haube des Sauglammes die meisten Neurone eine cholinerge Kodierung besaßen (Pansen: ChAT/SP 63% der Gesamtneuronenpopulation, ChAT/- 19%, NOS/VIP 17%, NOS/- <1%; Haube: ChAT/SP 64%, ChAT/- 24%, NOS/VIP 10%, NOS/- <1%), war in der Schlundrinne des Sauglammes die größte Population nitrerg (NOS/VIP 45%, NOS/- 17%, ChAT/SP 25%, ChAT/- 13%). In diesem Bereich des Vormagens traten die stärksten altersabhängigen Veränderungen der Populationsgrößen auf. So wies in der Schlundrinne des Mastlammes die Population NOS/VIP einen Anteil von 83% auf. Die Populationen ChAT/SP und ChAT/- waren nicht mehr nachweisbar. Eine moderate Zunahme der nitrergen Population war altersabhängig auch im Retikulorumen des Mastlammes feststellbar (Pansen: ChAT/SP 61%, ChAT/- 13%, NOS/VIP 24%, NOS/- <1%; Haube: ChAT/SP 62%, ChAT/- 21%, NOS/VIP 17%, NOS/- <1%). Die Applikation des Farbstoffs DiI auf die Vormagenmuskulatur (retrogrades Tracing) führte in allen drei untersuchten Kompartimenten zur Markierung von Muskelneuronen. Im Pansen besaßen die DiI-markierten Neurone hauptsächlich die Kodierungen ChAT/SP und NOS/VIP. In der Zirkulär- und in der Longitudinalmuskulatur waren 65% der Muskelneurone cholinerg und 35% waren nitrerg. Auch in der Haube wurden beide Muskelschichten vorwiegend durch Neurone der Population ChAT/SP innerviert (Zirkulärmuskelschicht: ChAT/SP 66%, NOS/VIP 18%; Längsmuskelschicht: ChAT/SP 63%, NOS/VIP 30%). Anders als im Pansen projizierte in der Haube ein größerer Anteil der rein cholinergen Neurone zur Muskulatur (Haube: Zirkulärmuskelschicht: 16%, Längsmuskelschicht: 7%; Pansen: 2% bzw. 5%). Sowohl im Pansen als auch in der Haube waren die markierten Muskelneurone beider Muskelschichten zu etwa gleichen Anteilen oral und aboral von der Applikationsstelle lokalisiert. In der Schlundrinne stammten die markierten Muskelneurone aus allen vier Populationen. Der prozentuale Anteil der nitrergen Muskelneurone war hier höher als im Retikulorumen (beide Muskelschichten: NOS/VIP 39%, NOS/- 17%, ChAT/SP 26%, ChAT/- 9%). Die meisten Muskelneurone waren aboral der Applikationsstelle lokalisiert und besaßen daher eine aszendierende Projektionsrichtung. Eine Polarität der aszendierenden und deszendierenden Projektionen konnte dabei in keinem der drei Kompartimente nachgewiesen werden. Es konnte somit gezeigt werden, dass im Vormagen myenterische Neurone unterschiedlicher neurochemischer Kodierungen existieren, die auch zur Innervation der glatten Muskulatur beitragen. Die prozentualen Anteile der einzelnen Populationen sind dabei von der Lokalisation und dem Alter und somit auch von der Funktion der einzelnen Vormagenkompartimente abhängig. Die altersabhängig veränderten Innervationsmuster weisen auf die Fähigkeit der enterischen Nerven hin, sich an die physiologischen Besonderheiten des Wiederkäuervormagens anzupassen. Sie spiegeln somit die neuronale Plastizität wieder.

Wiederkäuer; Schwein; Nutzgeflügel; Bienen

Ziel der Arbeit war es festzustellen, ob Haptoglobin, ein Akute-Phase-Protein der Hauswiederkäuer, auch bei verschiedenen Wildwiederkäuern und Elefanten in vergleichbarer Weise fungiert und somit als Entzündungsmarker genutzt werden kann. Zusammenfassend kann aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen geschlossen werden, dass bei Wildwiederkäuern die Bestimmung des Hp zur Detektion und Beurteilung der Behandlung entzündlicher Krankheitsprozesse genutzt werden kann.

Am Beispiel der Wiederkäuer wurde unter Zuhilfenahme von biochemischen und molekularbiologischen Methoden die Adaptation von Pflanzenfressern (Herbivoren) an pflanzliche Sekundärmetabolite wie z.B. Tannine untersucht. Tannine können in nicht an ihren Verzehr adaptierten Spezies durch ihr Proteinbindungsvermögen die Nahrungsverwertung und damit Wachstum und Gesundheit des Pflanzenfressers beeinträchtigen (antinutritive Wirkung). <br /> Einige Wiederkäuerarten wie z.B. das Reh (Capreolus capreolus) haben in ihrem Nahrungsspektrum viele stark tanninhaltige Pflanzen, leiden aber nicht unter den erwähnten postdigestiven Konsequenzen. Eine Möglichkeit, die antinutritive Wirkung von Tanninen zu neutralisieren, besteht in der Produktion tanninbindender Speichelproteine. <br /> Der Speichel verschiedener Wiederkäuerarten wurde auf das Vorhandensein tanninbindender Proteine untersucht. Diese Arten wurden so ausgewählt, dass alle drei Ernährungstypen (Konzentratselektierer, Intermediärtyp, Gras- und Rauhfutterfresser) in den Vergleich eingeschlossen werden konnten. Als Referenzspezies wurde der Konzentratselektierer Reh herangezogen.<br /> Die Speichelproteine des Rehs und die der Intermediärtypen (Rentier, Rangifer tarandus; Damhirsch, Cervus dama; Moschusochse, Ovibos moschatus) banden ungefähr doppelt so effektiv an hydrolysierbare Tannine (Tanninsäure), wie die der untersuchten Gras- und Rauhfutterfresser (Rind, Bos taurus; und Mufflon, Ovis orientalis musimon). Diese Abstufung zeigte sich auch bei der Untersuchung der Bindung an kondensierte Tannine (Quebracho). Eine Ausnahme stellte Mufflonspeichel dar, dieser band ebenso gut an Quebracho wie die Speichelproteine der anderen Ernährungstypen.<br /> Über eine Aminosäuretotalanalyse konnte festgestellt werden, dass der Speichel einiger untersuchter Wiederkäuerarten prolinreiche Proteine (PRPs) enthielt. Unter Ausnutzung ihrer Trichloressigsäure (TCA)-Löslichkeit wurden diese angereichert und genauer untersucht. Die Analyse der TCA-löslichen Speichelproteine der Konzentratselektierer (Reh, Elch) ergab einen relativen Prolingehalt von über 35 %, während beim Moschusochsen noch 29 % gemessen wurden. In Damhirsch- und Rinderspeichel wurden keine prolinreichen Proteine gefunden.<br /> Für die TCA-löslichen Speichelproteine des Rehs konnte eine hohe Tanninbindungskapazität nachgewiesen werden. Diese banden 24 - 30 x effektiver an Tannine als die TCA-löslichen Speichelproteine des Rindes. Die Tanninbindungskapazitäten der TCA-löslichen Speichelproteine von Moschusochse und Damhirsch waren ebenfalls höher als die des Rindes, aber niedriger als die des Rehs. <br /> Die Kohlenhydrat-Analyse der TCA-löslichen Speichelproteine des Rehs erbrachte, dass es sich bei ihnen um Glykoproteine handelt. Mittels Gelfiltration und zweidimensionaler Polyacrylamidgelektrophorese konnten fünf Proteingruppen mit Molekulargewichten zwischen 15 und 50 kd sowie isoelektrischen Punkten zwischen 4,0 und 8,2 detektiert werden. <br /> Von 15 dieser Proteine konnten die N-terminalen Aminosäuresequenzen ermittelt werden. Ausgehend von diesen Informationen wurden Reh-PRP spezifische mRNAs isoliert und partiell sequenziert. Die meisten dieser Fragmente hatten eine gemeinsame 18 Aminosäuren lange C-terminale Sequenz PPPEEQPEE/QSPDEE/DSPSE. <br /> Die Suche nach Übereinstimmungen der analysierten Sequenzen mit anderen Säugetier-PRPs in der Genbank ergab keine sinnvollen Ähnlichkeiten. Die Ergebnisse können zu Informationen über tanninbindende Proteine anderer Wiederkäuer führen. Die Sequenzinformationen stellen einen Ausgangspunkt bei der Analyse der evolutiven Zusammenhänge der Cerviden dar. / Investigation of tannin binding salivary proteins of roe deer and other ruminants: <br /> In this work the adaptation of herbivores to plant secondary metabolites was investigated with help of biochemical and molecular biological methods. In unadapted species plant secondary metabolites as tannins can reduce food digestibility and thus diminish growth rate and health status (antinutritive action). Tannins act through its astringency, that means the high capacity to bind proteins, other macromolecules and metal ions. Some ruminant species feed on tannin containing plant but do not suffer from the mentioned nutritive consequences. The production of tannin binding proteins is one possible adaptation mechanism to neutralize the effects of the tannins.<br /> Saliva of six different ruminant species was investigated for the presence of tannin binding proteins. All three feeding types (concentrate selector, intermediate type and grass and roughage eater) were included in the comparison. <br /> Salivary proteins from roe deer (Capreolus capreolus, concentrate selector) and from the intermediate feeding types (rein deer, Rangifer tarandus; fallow deer, Cervus dama; musk ox, Ovibos moschatus) bound twice as effective to hydrolysable tannins (tannic acid) as those from the investigated grass and roughage eaters (cattle, Bos taurus; moufflon, Ovis orientalis). This differentiation could also be observed investigating the binding capacities to condensed tannins (quebracho) except for moufflon. Moufflon salivary proteins bound with the same intensity to quebracho as the salivary proteins from the other feeding types.<br /> Proline rich proteins (PRPs) could be accumulated from roe deer, moose and musk ox saliva by use of its solubility properties in 5 % trichloro acetic acid (TCA). Roe deer and moose TCA soluble salivary proteins contained more than 35 %, musk ox proteins 29 % proline. In fallow deer and cattle saliva PRPs could not be detected.<br /> A tannin binding assay demonstrated for the TCA soluble salivary proteins from roe deer, musk ox and fallow deer but not from cattle, that they are able to bind tannins. Roe deer salivary proteins bound 24 to 30 more effective to tannins as cattle proteins. Tannin binding capacity of the proteins from musk ox and fallow deer saliva was higher as those from cattle but lower as those from roe deer.<br /> For further analysis of ruminant tannin binding proteins we chose roe deer as reference species. Carbohydrate analysis of TCA soluble proteins from roe deer saliva showed that they were glycoproteins. With help of gel filtration and two dimensional polyacrylamid gel electrophoresis five proteins groups with molecular weights from 15 to 50 kd and isoelectric points from 4.0 to 8.2 could be detected.<br /> N-terminal amino acid sequences of 15 of the roe deer salivary TCA soluble proteins were determined by Edmann degradation. This information led to partially sequenced roe deer PRP specific cDNA. An 18 amino acid long C-terminal sequence was common in most of the clones. The obtained roe deer PRP sequences did not match with known mammalian PRP sequences from data banks. <br /> The finding in this work can lead to information about salivary tannin binding proteins in other ruminants. The sequence information represent a starting-point for the investigation of cervid evolution.

Wenn auf dem Foto oben der Westwind Zephyr und in seinen Armen die Morgenbrise Aura nicht Venus an die Gestaden Zyperns treibt, sondern stattdessen den Geburtstagskuchen ausbläst , dann ist sein Atem das, was in der Strömungsmechanik als „laminare Strömung“ bezeichnet wird. Eine Strömung, deren Stromlinien parallel zueinander verlaufen und deren Einzelelemente, hier die Luftmoleküle, einen gleichgerichteten Weg verfolgen. „Turbulent“ ist hingegen der von den Kerzen aufsteigende Rauch über dem Kuchen, der „Richtung Osten“ hinweggeblasen wird. Diese Turbulenz von Flüssigkeiten und Gasen ist allgegenwärtig in unserer Welt, ob für unser Auge direkt sichtbar oder unsichtbar: die Luft, die tief in unsere Lunge eingesogen wird bis hin zu den Lungenbläschen, die Spuren der Milch beim Umrühren in einer Kaffeetasse, der Rauch, der von einem Schornstein aufsteigt, das Wasser rund um die großen und kleinen Kiesel in einem Bach, der Wind, der den Kirchturm und die Hausecke umwirbelt, das heiße Plasma, das in Feuerfackeln von der Sonnenoberfläche ins Weltall hinauslodert, oder die großen Wolken kosmischen Staubs, die sich in Strudeln und Wirbeln zu Galaxien oder Sternen verdichten. „Turbulent“ ist also eine Strömung, deren Stromlinien sich zu überkreuzen scheinen und deren Einzelelemente keinen gleichgerichteten Weg verfolgen. Stattdessen existieren vielfältigste Formen und Muster von miteinander verschränkten Wirbeln auf allen Größenskalen. Aufgrund dieser Komplexität in Formen und Skalen gehört die Beschreibung und Vorhersage von Turbulenz schon seit Jahrhunderten zu den großen Rätseln in Physik und Mathematik. Da turbulente Strömungen gleichwohl derart zentral sind für viele Bereiche menschlichen Lebens und Handelns, werden Grundlagen- und Anwendungsforschung mit Nachdruck vorangetrieben. Die vorliegende Arbeit umfaßt gleich drei Anwendungsfälle von Turbulenzforschung, und es darf als bezeichnend für die Allgegenwart der Turbulenz angesehen werden, daß sich diese drei Anwendungen in solch unterschiedlichen Größenskalen abspielen. Die Windabkühlung von Rindern, die bis in den Sub-Millimeter-Maßstab im Bereich von Fell und Hautoberfläche hinein betrachtet werden muß, die Sturmge-fährdung von Wäldern, für die Größen zwischen einem halben Meter an den Bäumen und mehreren Kilometern in der Landschaft relevant sind, und zu guter Letzt das turbulente Geschehen in kos-mischen Gaswolken und Galaxienhaufen, das sich im Größenbereich von vielen Millionen Lichtjahren abspielt. Nicht nur in den Techniken der Modellierung, sondern auch in der physikalischen Wirklich-keit sind diese Phänomene trotz der gewaltigen Größenunterschiede eng verwandt. In diesem Sinne: vom Kosmos zur Kuh.

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