Der menschliche Körper besitzt Anpassungsmechanismen, die es ihm ermöglichen, sich an verschiedene Belastungssituationen anzupassen. Es gab in letzter Zeit mehrere Hinweise darauf, dass diese Mechanismen durch die Ausschüttung von Zytokinen, bzw. Myokinen durch die betroffenen Zellen selbst ausgelöst werden. In dieser Arbeit wurden die Serumkonzentration von Myostatin, Follistatin, Follistatin-like-3, Interleukin 6, Interleukin 8 und Klotho vor und nach einer kurzen körperlichen Belastung bestimmt. Dabei konnte allerdings keine signifikante Änderung der Konzentrationen nachgewiesen werden, was die Frage aufwirft, ob mesenchymales Gewebe, insbesondere Muskelgewebe, überhaupt über einen klassischen endokrinen Sekretionsmechanismus verfügt. / The human body is capable of adapting to different kinds of stress. There are some studies, that indicate, that different kind of mesenchymal tissues induces these adaptive mechanism by the secretion of cytokines and myokines. In this study we determine the serum concentration of myostatin, follistatin, follistatin-like-3, interleukine 6, interleukine 8 and klotho before and after a short, single bout of exercise. We couldn't find a signficant consistent changes of these biomarkers tough. That raises the question, if mesenchymal tissue, especially the muscle tissue, even have the ability of the classical endokrine secretion.

Thesis (doctoral)--Freie Universiẗat, Berlin, 2008.

Zugl.: Berlin, Freie Univ., Diss., 2008

The relationship between post-mortem state and changes of biological tissue impedance has been investigated to serve as a basis for developing an in-vitro measurement method for monitoring the freshness of meat. The main challenges thereby are the reproducible measurement of the impedance of biological tissues and the classification method of their type and state. In order to realize reproducible tissue bio-impedance measurements, a suitable sensor taking into account the anisotropy of the biological tissue has been developed. It consists of cylindrical penetrating multi electrodes realizing good contacts between electrodes and the tissue. Experimental measurements have been carried out with different tissues and for a long period of time in order to monitor the state degradation with time. Measured results have been evaluated by means of the modified Fricke-Cole-Cole model. Results are reproducible and correspond to the expected behavior due to aging. An appropriate method for feature extraction and classification has been proposed using model parameters as features as input for classification using neural networks and fuzzy logic. A Multilayer Perceptron neural network (MLP) has been proposed for muscle type computing and the age computing and respectively freshness state of the meat. The designed neural network is able to generalize and to correctly classify new testing data with a high performance index of recognition. It reaches successful results of test equal to 100% for 972 created inputs for each muscle. An investigation of the influence of noise on the classification algorithm shows, that the MLP neural network has the ability to correctly classify the noisy testing inputs especially when the parameter noise is less than 0.6%. The success of classification is 100% for the muscles Longissimus Dorsi (LD) of beef, Semi-Membraneous (SM) of beef and Longissimus Dorsi (LD) of veal and 92.3% for the muscle Rectus Abdominis (RA) of veal. Fuzzy logic provides a successful alternative for easy classification. Using the Gaussian membership functions for the muscle type detection and trapezoidal member function for the classifiers related to the freshness detection, fuzzy logic realized an easy method of classification and generalizes correctly the inputs to the corresponding classes with a high level of recognition equal to 100% for meat type detection and with high accuracy for freshness computing equal to 84.62% for the muscle LD beef, 92.31 % for the muscle RA beef, 100 % for the muscle SM veal and 61.54% for the muscle LD veal. / Auf der Basis von Impedanzspektroskopie wurde ein neuartiges in-vitro-Messverfahren zur Überwachung der Frische von biologischem Gewebe entwickelt. Die wichtigsten Herausforderungen stellen dabei die Reproduzierbarkeit der Impedanzmessung und die Klassifizierung der Gewebeart sowie dessen Zustands dar. Für die Reproduzierbarkeit von Impedanzmessungen an biologischen Geweben, wurde ein zylindrischer Multielektrodensensor realisiert, der die 2D-Anisotropie des Gewebes berücksichtigt und einen guten Kontakt zum Gewebe realisiert. Experimentelle Untersuchungen wurden an verschiedenen Geweben über einen längeren Zeitraum durchgeführt und mittels eines modifizierten Fricke-Cole-Cole-Modells analysiert. Die Ergebnisse sind reproduzierbar und entsprechen dem physikalisch-basierten erwarteten Verhalten. Als Merkmale für die Klassifikation wurden die Modellparameter genutzt.

Toxoplasma gondii ist weltweit einer der häufigsten zoonotischen Parasiten. Der obligat in-trazelluläre Gewebeparasit hat ein breites Wirtsspektrum als Zwischenwirte. Der Mensch infiziert sich häufig durch orale Aufnahme von Gewebezysten aus rohem oder unzureichend erhitztem Fleisch. Schweine und Hühner als fleischliefernde Tiere stellen eine wichtige Infek-tionsquelle für den Menschen dar. Ziel der Arbeit war die Verteilung und Parasitenbelastung von T. gondii in verschiedenen Geweben von infizierten Schweinen und Hühnern mit Hilfe quantitativer real-time PCR auf Basis des 529-bp-Fragmentes zu bestimmen. Experimentell wurden 10 Schweine und 12 Hühner mit unterschiedlicher Infektionsdosen von Toxoplasma-Oozysten infiziert. Anhand der 529-bp-PCR waren 90% der untersuchten Schweine und >90% der untersuchten Hühner Toxoplasma-DNA-positiv. In Schweinen gelang der Nach-weis von Toxoplasma-DNA in der Oberschenkelmuskulatur mit 70% und Bauchmuskulatur mit 60% am häufigsten. Gehirn und Vorderbeinmuskulatur waren mit jeweils 40%, Herz mit 30% und Zunge mit 10% Toxoplasma-DNA-positiv. In experimentell infizierten Hühnern wur-de T. gondii-DNA am häufigsten in Oberschenkelmuskulatur, Brustmuskulatur und Gehirn mit jeweils 50% und im Herz mit ungefähr 20% nachgewiesen. Die Quantifizierung des Erre-gers in den T. gondii-positiven Gewebeproben ergab eine Parasitenanzahl von 0,1 bis 4,1 in 25 mg Schweinegewebe und von 0,1 bis 4,9 in 25 mg Hühnergewebe, die unabhängig von der Gewebeart war. Es wurde in dieser Arbeit auch eine Reverse Transkriptase real-time PCR zur Bestimmung der Viabilität von Parasiten in den Gewebe infizierter Schweine und Hühner durch Nachweis von T. gondii-mRNA etabliert werden. Die Sensitivität dieser Metho-de war geringer als die der real-time PCR für T. gondii-DNA und konnte in experimentell infi-zierten Schweinen und Hühnern keine lebenden Parasiten detektieren. Die Ergebnisse die-ser Arbeit zeigen, dass Muskulatur von Schweinen und Hühnern bevorzugte Orte für die Persistenz von T. gondii in diesen fleischliefernden Tieren darstellen. Das ist ein wichtiger Hinweis, dass bei Verzehr von rohem oder nicht ausreichend erhitztem Fleisch oder Fleisch-produkten dieser Tiere ein potenzielles Infektionsrisiko für den Menschen besteht.

The relationship between post-mortem state and changes of biological tissue impedance has been investigated to serve as a basis for developing an in-vitro measurement method for monitoring the freshness of meat. The main challenges thereby are the reproducible measurement of the impedance of biological tissues and the classification method of their type and state. In order to realize reproducible tissue bio-impedance measurements, a suitable sensor taking into account the anisotropy of the biological tissue has been developed. It consists of cylindrical penetrating multi electrodes realizing good contacts between electrodes and the tissue. Experimental measurements have been carried out with different tissues and for a long period of time in order to monitor the state degradation with time. Measured results have been evaluated by means of the modified Fricke-Cole-Cole model. Results are reproducible and correspond to the expected behavior due to aging. An appropriate method for feature extraction and classification has been proposed using model parameters as features as input for classification using neural networks and fuzzy logic. A Multilayer Perceptron neural network (MLP) has been proposed for muscle type computing and the age computing and respectively freshness state of the meat. The designed neural network is able to generalize and to correctly classify new testing data with a high performance index of recognition. It reaches successful results of test equal to 100% for 972 created inputs for each muscle. An investigation of the influence of noise on the classification algorithm shows, that the MLP neural network has the ability to correctly classify the noisy testing inputs especially when the parameter noise is less than 0.6%. The success of classification is 100% for the muscles Longissimus Dorsi (LD) of beef, Semi-Membraneous (SM) of beef and Longissimus Dorsi (LD) of veal and 92.3% for the muscle Rectus Abdominis (RA) of veal. Fuzzy logic provides a successful alternative for easy classification. Using the Gaussian membership functions for the muscle type detection and trapezoidal member function for the classifiers related to the freshness detection, fuzzy logic realized an easy method of classification and generalizes correctly the inputs to the corresponding classes with a high level of recognition equal to 100% for meat type detection and with high accuracy for freshness computing equal to 84.62% for the muscle LD beef, 92.31 % for the muscle RA beef, 100 % for the muscle SM veal and 61.54% for the muscle LD veal. / Auf der Basis von Impedanzspektroskopie wurde ein neuartiges in-vitro-Messverfahren zur Überwachung der Frische von biologischem Gewebe entwickelt. Die wichtigsten Herausforderungen stellen dabei die Reproduzierbarkeit der Impedanzmessung und die Klassifizierung der Gewebeart sowie dessen Zustands dar. Für die Reproduzierbarkeit von Impedanzmessungen an biologischen Geweben, wurde ein zylindrischer Multielektrodensensor realisiert, der die 2D-Anisotropie des Gewebes berücksichtigt und einen guten Kontakt zum Gewebe realisiert. Experimentelle Untersuchungen wurden an verschiedenen Geweben über einen längeren Zeitraum durchgeführt und mittels eines modifizierten Fricke-Cole-Cole-Modells analysiert. Die Ergebnisse sind reproduzierbar und entsprechen dem physikalisch-basierten erwarteten Verhalten. Als Merkmale für die Klassifikation wurden die Modellparameter genutzt.