This study reviewed first the development of race result in canoe sprint during the past decades. The race results of MK1-1000 and WK1-500 have increased 32.5 % and 42.1 %, respectively, a corresponding 5.0 % and 6.5 % increase in each decade. The development of race results in canoe sprint during the past decades resulted from the contributions of various aspects. The recruitment of taller and stronger athletes improved the physiological capacity of paddlers. Direct investigation on energy contribution in canoe sprint enhanced the emphasis on aerobic capacity and aerobic endurance training. Advancement of equipment design improved the efficiency of paddling. Physiological and biomechanical diagnostics in canoe sprint led to a more scientific way of training. Additionally, other aspects might also have contributed to the development of race results during the past decades. For example, the establishment of national team after World War II provided the possibility of systematic training, and the use of drugs in the last century accelerated the development of race results in that period. Recent investigations on energetics in high-intensity exercises demonstrated an underestimate of WAER % in the table provided by some textbooks since the 1960s. An exponential correlation between WAER % and the duration of high-intensity exercises was concluded from summarizing most of the relevant reports, including reports with different methods of energy calculation. However, when reports with the MAOD and Pcr-La-O2 methods were summarized separately, a greater overestimate of WAER % from MAOD was found compared to those from Pcr-La-O2, which was in line with the critical reports on MAOD. Because of the lack of investigation of the validity of the comparisons between MAOD and Pcr-La-O2, it is still not clear which method can generate more accurate results and which method is more reliable. With regard to kayaking, a range of variation in WAER % was observed. Many factors might contribute to the variation of WAER % in kayaking. Therefore, the methods utilized to calculate the energy contributions, different paddling conditions, and the level of performance were investigated in kayaking. The findings indicated that the method utilized to calculate the energy contributions in kayaking, rather than paddling condition and performance level of paddlers, might be the possible factor associated with WAER %. Some other possible factors associated with WAER % still need to be further investigated in the future. After verifying the dependence of WAER % on the method of energy calculation, but not on paddling condition and performance level of paddlers, energy contributions of kayaking were investigated for the three racing distances on a kayak ergometer with junior paddlers. Energetic profiles in kayaking varied with paddling distances. At 500 m and 1000 m the aerobic system was dominant (with WAER % of 57.8 % and 76.2 %), whereas at 200 m the anaerobic system was dominant (with WAER % of 31.1-32.4 %). Muscular volume seemed to have an influence on absolute energy productions. The anaerobic alactic system determined the performance during the first 5 to 10 s. The anaerobic lactic system probably played a dominant role during the period from the 5th-10th s to 30th-40th s. The aerobic system could dominate the energy contribution after 30–40 s. This energetic profile in kayaking could provide physiological support for developing the training philosophy in these three distances. Additionally, the method introduced by Beneke et al. seemed to be a valid method to calculate the energy contributions in maximal kayaking. Energy contributions in canoeing were similar to those in kayaking. The relative energy contributions on open water canoeing were 75.3 ± 2.8 % of aerobic, 11.5 ± 1.9 % of anaerobic lactic, and 13.2 ± 1.9 % of anaerobic alactic at maximal speed of simulated 1000 m. Further, the C of canoeing seemed also to be similar to the reported findings in kayaking, with a function of y = 0.0242 * x2.1225. Training programs could be designed similarly for kayaking and canoeing with regard to energetic profile. In order to extend the findings on energetics in canoe sprint to other exercises, energy contributions in kayaking, canoeing, running, cycling, as well as arm cranking were compared with the same duration. Results indicated that WAER % during maximal exercises with the same duration seemed to be independent of movement patterns, given similar VO2 kinetics during the maximal exertion. The exponential relationship between WAER % and duration in maximal exercises could be supported by excluding the influence from movement patterns. Additionally, MLSS in kayaking was investigated. The blood lactate value of MLSS was found to be 5.4 mM in kayaking, which could expand the knowledge of MLSS in different locomotion. The MLSS in kayaking might be attributed to the involved muscle mass in this locomotion, which could result in a certain level of lactate removal, and allow a certain level of equilibrium between lactate production and removal. LT5, instead of LT4, was recommended for diagnostics in kayaking, given an incremental test as used in this study.

Thesis (doctoral)--Nijmegen, 1982.

This study reviewed first the development of race result in canoe sprint during the past decades. The race results of MK1-1000 and WK1-500 have increased 32.5 % and 42.1 %, respectively, a corresponding 5.0 % and 6.5 % increase in each decade. The development of race results in canoe sprint during the past decades resulted from the contributions of various aspects. The recruitment of taller and stronger athletes improved the physiological capacity of paddlers. Direct investigation on energy contribution in canoe sprint enhanced the emphasis on aerobic capacity and aerobic endurance training. Advancement of equipment design improved the efficiency of paddling. Physiological and biomechanical diagnostics in canoe sprint led to a more scientific way of training. Additionally, other aspects might also have contributed to the development of race results during the past decades. For example, the establishment of national team after World War II provided the possibility of systematic training, and the use of drugs in the last century accelerated the development of race results in that period. Recent investigations on energetics in high-intensity exercises demonstrated an underestimate of WAER % in the table provided by some textbooks since the 1960s. An exponential correlation between WAER % and the duration of high-intensity exercises was concluded from summarizing most of the relevant reports, including reports with different methods of energy calculation. However, when reports with the MAOD and Pcr-La-O2 methods were summarized separately, a greater overestimate of WAER % from MAOD was found compared to those from Pcr-La-O2, which was in line with the critical reports on MAOD. Because of the lack of investigation of the validity of the comparisons between MAOD and Pcr-La-O2, it is still not clear which method can generate more accurate results and which method is more reliable. With regard to kayaking, a range of variation in WAER % was observed. Many factors might contribute to the variation of WAER % in kayaking. Therefore, the methods utilized to calculate the energy contributions, different paddling conditions, and the level of performance were investigated in kayaking. The findings indicated that the method utilized to calculate the energy contributions in kayaking, rather than paddling condition and performance level of paddlers, might be the possible factor associated with WAER %. Some other possible factors associated with WAER % still need to be further investigated in the future. After verifying the dependence of WAER % on the method of energy calculation, but not on paddling condition and performance level of paddlers, energy contributions of kayaking were investigated for the three racing distances on a kayak ergometer with junior paddlers. Energetic profiles in kayaking varied with paddling distances. At 500 m and 1000 m the aerobic system was dominant (with WAER % of 57.8 % and 76.2 %), whereas at 200 m the anaerobic system was dominant (with WAER % of 31.1-32.4 %). Muscular volume seemed to have an influence on absolute energy productions. The anaerobic alactic system determined the performance during the first 5 to 10 s. The anaerobic lactic system probably played a dominant role during the period from the 5th-10th s to 30th-40th s. The aerobic system could dominate the energy contribution after 30–40 s. This energetic profile in kayaking could provide physiological support for developing the training philosophy in these three distances. Additionally, the method introduced by Beneke et al. seemed to be a valid method to calculate the energy contributions in maximal kayaking. Energy contributions in canoeing were similar to those in kayaking. The relative energy contributions on open water canoeing were 75.3 ± 2.8 % of aerobic, 11.5 ± 1.9 % of anaerobic lactic, and 13.2 ± 1.9 % of anaerobic alactic at maximal speed of simulated 1000 m. Further, the C of canoeing seemed also to be similar to the reported findings in kayaking, with a function of y = 0.0242 * x2.1225. Training programs could be designed similarly for kayaking and canoeing with regard to energetic profile. In order to extend the findings on energetics in canoe sprint to other exercises, energy contributions in kayaking, canoeing, running, cycling, as well as arm cranking were compared with the same duration. Results indicated that WAER % during maximal exercises with the same duration seemed to be independent of movement patterns, given similar VO2 kinetics during the maximal exertion. The exponential relationship between WAER % and duration in maximal exercises could be supported by excluding the influence from movement patterns. Additionally, MLSS in kayaking was investigated. The blood lactate value of MLSS was found to be 5.4 mM in kayaking, which could expand the knowledge of MLSS in different locomotion. The MLSS in kayaking might be attributed to the involved muscle mass in this locomotion, which could result in a certain level of lactate removal, and allow a certain level of equilibrium between lactate production and removal. LT5, instead of LT4, was recommended for diagnostics in kayaking, given an incremental test as used in this study.

The energy metabolism of most tumor cells relies on aerobic glycolysis (Warburg effect) characterized by an increased glycolytic flux that is accompanied by the increased formation of the cytotoxic metabolite methylglyoxal (MGO). Consequently, the rate of detoxification of this reactive glycolytic byproduct needs to be increased in order to prevent deleterious effects to the cells. This is brought about by an increased expression of glyoxalase 1 (GLO1) that is the rate-limiting enzyme of the MGO-detoxifying glyoxalase system. Here, we overexpressed GLO1 in HEK 293 cells and silenced it in MCF-7 cells using shRNA. Tumor-related properties of wild type and transformed cells were compared and key glycolytic enzyme activities assessed. Furthermore, the cells were subjected to hypoxic conditions to analyze the impact on cell proliferation and enzyme activities. Our results demonstrate that knockdown of GLO1 in the cancer cells significantly reduced tumor-associated properties such as migration and proliferation, whereas no functional alterations where found by overexpression of GLO1 in HEK 293 cells. In contrast, hypoxia caused inhibition of cell growth of all cells except of those overexpressing GLO1. Altogether, we conclude that GLO1 on one hand is crucial to maintaining tumor characteristics of malignant cells, and, on the other hand, supports malignant transformation of cells in a hypoxic environment when overexpressed.

Die aerobe Leistungsfaehigkeit von Kindern und Jugendlichen hat grosse Bedeutung fuer die Gesundheit. Die aeroben Leistungen der Jungen sind in allen Altersstufen groesser als die der Maedchen. Dabei weisen die uebenden Jungen und Maedchen in allen Altersvorgaengen die hoeheren Werte als die nichtuebenden Jungen und Maedchen auf. Unter anderem ist die aerobe Leistungsfaehigkeit zur Beurteilung der Trainierbarkeit und Belastbarkeit des kardiopulmonalen Systems interessant.

Mit Mineralölkohlenwasserstoffen (MKWs) kontaminierte Böden stellen ein weitverbreitetes Umweltproblem dar. Da Böden ein wertvolles Schutzgut darstellen und nur über lange Zeit erneuerbar sind, existieren verschiedenste Sanierungsmaßnahmen, um den Boden wieder nutzbar zu machen. Die off-site Sanierung in Form von Bodenmieten ist dabei die am häufigsten angewendete Sanierungsmethode. Bei diesem Verfahren werden die Mieten, um eine optimale Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der autochtonen Mikroflora zu gewährleisten, während des gesamten Sanierungsprozesses belüftet und ggf. zu Beginn mit Mineraldünger versetzt. Die Zugabe von Fremdorganismen mit entsprechendem Abbaupotential führte in solchen Fällen meist nicht zu einem gesteigerten Sanierungserfolg. Die zu einem Zeitpunkt gegebene Abbauaktivität der Organismen kann über die Messung der Temperatur im Mieteninneren abgeschätzt werden. Ansonsten werden Bodenreinigungsverfahren hinsichtlich der Mikrobiologie bisher als "black box" betrieben. Da bisher noch wenig über die mikrobielle Diversität aktiver Bodenmieten und das im Boden vorhandene Abbaupotential bekannt ist, sollte die Anwendung molekulargenetischer Methoden Aufschluss darüber geben. Die Charakterisierung der aktiven Mikroflora erfolgte zunächst durch die Klonierung der cDNA der 16S rRNA, da durch die 16S rRNA fast ausschließlich Mikroorganismen mit aktiver Proteinsynthese nachgewiesen werden. Die dabei als häufig charakterisierten Gattungen wurden über den gesamten Sanierungsverlauf mittels Membranhybridisierung quantifiziert. Die DNA-Sonden dafür wurden entweder selbst entworfen oder aus der Literatur übernommen. Der Nachweis des Abbaupotentials erfolgte anhand der Gene für die Schlüsselenzyme Alkan-Hydroxylase (AlkB) und Catechol-2,3-Dioxygenase (C23O). Die Quantifizierung der Abbaugene wurde auf DNA-Ebene mit Hilfe der kompetitiven PCR mit einem internen Standard durchgeführt. Das in der Arbeit untersuchte Bodenmaterial stammt aus dem Teerverarbeitungswerk Rositz. Es standen davon drei Mieten mit unterschiedlicher Konzentration an MKW zur Verfügung. Das Material von Rositz 3 wurde über den gesamten Sanierungsverlauf beprobt. Eine Probe der aktiven Miete Rositz 3 wurde zur Diversitätsanalyse herangezogen. Die Mieten Rositz 1 und Rositz 2 sowie das Mietenausgangsmaterial der Tanklager Grimma und Espenhain dienten zu Vergleichsuntersuchungen. Mit der verwendeten Methode zur Nukleinsäure-Extraktion war es möglich, gleichzeitig die RNA und die DNA einer Probe zu erhalten. Die nach Aufschluss mit Glaskugeln erhaltenen sequentiellen Extrakte 1 und 2/3 wurden getrennt voneinander weiter untersucht. Im 1. Aufschluss wurden vermutlich bevorzugt die Mikroorganismen extrahiert, die sich an der Oberfläche der Bodenpartikel befanden, und im 2./3. die aus dem Innern der Bodenpartikel. Die Sequenzierung der SSU rRNA zeigte eine relativ hohe Diversität der Mikroflora, wobei allerdings beide Klonbanken der sequentiellen Nukleinsäureextrakte von den Gammaproteobakterien, besonders von Pseudomonaden dominiert wurden. Die Dominanz der Gammaproteobakterien kann auf das Phänomen des ‚gamma-shifts’ zurückgeführt werden. Aufgrund der hohen MKW-Konzentration im Bodenmaterial, was für die zum Abbau fähigen Bakterien ein hohes Substratangebot darstellt, fand möglicherweise eine Anreicherung der Gammaproteobakterien statt. Alpha- und Betaproteobakterien stellten ebenfalls zwei weitere große Gruppen in den Klonbanken dar. Die erhaltenen Sequenzen waren häufig ähnlich zu denen von kultivierten Mikroorganismen, bildeten in den Dendrogrammen jedoch eigene Cluster, wobei die ähnlichsten Sequenzen meist aus Bodenuntersuchungen stammen. Eine Ausnahme stellen dabei die zu den gefundenen Betaproteobakterien ähnlichen Sequenzen dar. Sie waren vor allem in aquatischen Ökosystemen dominierend. Interessant war, dass manche Gattungen, wie Sphingomonaden oder Zymomonas spp. nur in einem der beiden sequentiellen RNA-Extrakte nachgewiesen werden konnten. Gattungen, wie Acidovorax spp., konnten in beiden Extrakten detektiert werden, wobei die Sequenzen der einzelnen sequentiellen Extrakte im Dendrogramm häufig separate Cluster bildeten. Für alle detektierten Gattungen sind Vertreter bekannt, die in der Lage sind, Bestandteile von MKW abzubauen. Der Vergleich der Sequenzen zeigte, dass der Schadstoffbau hauptsächlich an der Oberfläche der Bodenpartikel stattfinden muss, da viele ähnliche Sequenzen des 2./3. Aufschlusses unter mikroaeroben Bedingungen gefunden wurden. Für die Quantifizierung der dominierenden Gattungen mittels Membranhybridisierung konnten Sonden für Pseudomonas, Sphingomonas, Acinetobacter und Acidovorax aus der Literatur übernommen werden. Auf der Basis der Sequenzdaten wurden für die Gattungen Rhodoferax, Thiobacillus und für die zum Klon TRS13 ähnlichen Sequenzen drei neue "Rositz"–Sonden entwickelt. Im 1. Extrakt war der Anteil der einzelnen Gattungen in den meisten Fällen jeweils höher als im 2./3. Extrakt. Sphingomonaden und Thiobacillen konnten in allen Phasen des Abbauprozesses nachgewiesen werden. Alle anderen genannten Gattungen waren zumeist nur zu Beginn und während des frühen aktiven Schadstoffabbaus detektierbar. Es konnte dabei ein besonders hoher Anteil an Sphingomonaden, Pseudomonaden und Rhodoferax spp. nachgewiesen werden. Das Verschwinden der Pseudomonaden nach der schnellen Abbauphase, d.h. nach dem Abbau der gut bioverfügbaren Schadstoffe, ist ein bekanntes Phänomen. Schlecht bioverfügbare Verbindungen werden wahrscheinlich von anderen Gattungen abgebaut, die aber in dieser Arbeit nicht identifiziert worden sind. Die drastische Änderung der mikrobiellen Gemeinschaft wurde in dieser Form nicht erwartet. Die Schadensfälle Rositz 1 und Rositz 2 wiesen einen geringeren Anteil an Pseudomonaden auf als Rositz 3. Am Ende des Sanierungsprozesses konnten in diesen beiden Mieten auch noch mehr von den detektierten Gattungen nachgewiesen werden. Die Gattung Acinetobacter konnte nur zu Beginn der Sanierung und der aktiven Phase der Miete Rositz 1 detektiert werden, was möglicherweise auf ein Sondenproblem zurückzuführen ist. Die ausgewählten Abbaugene konnten in relativ konstanter Menge über den gesamten Abbauprozess im Bodenmaterial von Rositz 1 und Rositz 3 nachgewiesen werden. In der Miete Rositz 2 war die Kopienzahl der Abbaugene zu Beginn der Sanierung geringer als im aktiven Bodenmaterial, was die Entwicklung der abbauenden Gemeinschaft während des Sanierungsprozesses zeigt. Die Kopienzahl für AlkB lag in allen Fällen deutlich über denen für C23O. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass im Schadensfall Rositz die Alkane den Hauptteil der Kontamination ausmachten. In den meisten Fällen wurde im 1. Extrakt eine höhere Kopienzahl für AlkB und C23O nachgewiesen als im 2./3. Extrakt. Anhand der verwendeten Nachweismethode lässt sich also schlussfolgern, dass sich die meisten zum MKW-Abbau fähigen Mikroorganismen auf der Oberfläche der Bodenpartikel befanden. Trotz unterschiedlicher MKW-Ausgangskonzentration und Sanierungsdauer unterschieden sich die Schadensfälle Grimma und Espenhain kaum in der ermittelten Kopienzahl für AlkB und C23O sowie im Anteil der nachgewiesenen Gattungen. Es sind auch nur geringe Unterschiede zu den Rositz-Mieten erkennbar. In den zu sanierenden Böden liegt ein ausreichend hohes Abbaupotential vor. Der limitierende Faktor für eine erfolgreiche Sanierung scheint demzufolge die ausreichende Sauerstoffversorgung der zum Abbau befähigten Mikroorganismen zu sein.