Removing NO from the air with a reusable material at room temperature is challenging. In this study, a series of urea–MnOₓ/ACF and urea–x(CeO₂–(1 − x)MnO₂)/ACF materials were prepared and used for removing NO at room temperature. The results showed that 10% urea–8% (0.5CeO₂–0.5MnO₂)/ACF yielded the highest NO conversion, which showed an NO conversion ratio above 90% with 1000 ppm NO in the initial mixed gases. Moreover, the NO conversion exceeded 98% when the NO concentration was 100 ppm in the initial mixed gases. More importantly, 10% urea–8% (0.5CeO2–0.5MnO₂)/ACF was stable even after it was regenerated by reloading with urea, demonstrating that the material could be easily reused and its highperformance was maintained. Finally, the mechanism and kinetics of the NO removal was discussed.

Bei der klinischen Beschreibung einer Sepsis sind Symptome vorhanden, die allesamt auf eine endotheliale Beteiligung schließen lassen. Hierzu zählt die Infektion an sich, die Regulation der Gefäßpermeabilität, der Gerinnung, der Interaktion mit zirkulierenden Zellen, des Gefäßtonus und des Sauerstoffverbrauchs. In systematischer Weise werden die Einflüße reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate für diese endothelialen Funktionen beschrieben. Beide Molekülgruppen können toxische Wirkungen als unspezifisch im Sinne der Onkose induzieren, die komplex von den jeweiligen Produktionsraten und Umgebungsbedingungen abhängig sind. Es scheint bei einer NO. induzierten Toxizität eine kooperative Wirkung mit reaktiven Sauerstoffderivaten zu geben, wohingegen eine primär durch reaktive Sauerstoffderivate induzierte Toxizität von niedrig dosiertem NO. inhibiert werden kann. Daneben kann der Tod einer Zelle auch als eine teleologisch sinnvolle Form geregelt eintreten. Dieser sogenannte programmierte Zelltod, die Apoptose, scheint durch exogene Zufuhr reaktiver Sauerstoff- oder Stickstoffderivate eher wenig wahrscheinlich. Dagegen scheint die endogene Produktion reaktiver Sauerstoffderivate enger mit proapoptotischen Veränderungen assoziiert zu sein. Die endogene endotheliale Produktion von NO. hat in bisherigen Untersuchungen widersprüchliche Bedeutung für die Apoptose und muß weiteren Untersuchungen vorbehalten bleiben. Ob eine durch Sepsis induzierte endotheliale Apoptose oder Onkose bei Menschen vorliegt wird diskutiert. Unabhängig von der Induktion zum Sterbeprozeß haben reaktive Sauerstoff- und Stickstoffderivate eine signalgebende Funktion in Endothelzellen, die nach exogener Zugabe aber auch durch eine endogene Produktion systematisch zusammengefaßt werden. Zahlreiche Sepsiserreger, oder deren Sekretions-, bzw. Abbauprodukte können primär mit Endothelzellen interagieren. Bereits diese frühen Interaktion gehen mit einer Dysregulation reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate einher. Vor allem im Rahmen eines früh auftretenden septischen Schocks wird eine enorm erhöhte Gefäßpermeabilität deutlich. Untersuchungen zur endothelialen Permeabilität legen zumindest in vitro eine Dysregulation reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate nahe. Die Regulation des Gefäßtonus ist ganz offensichtlich bei septischen Patienten gestört. Welcher Beitrag hierfür auf eine gestörte Endothelfunktion zurückzuführen ist wurde in zahlreichen tierexperimentellen Modellen untersucht. Endothelzellen sind in der Lage, den Sauerstoffverbrauch ganzer Organe zu regeln und Implikationen für die Pathophysiologie der Sepsis werden diskutiert. Endotheliale Dysfunktionen bei septischen Patienten scheinen aufgrund tierexperimenteller Modellvorstellungen naheliegend, sind aber nur ansatzweise bei Menschen belegt. Es ist unklar, welche endothelialen Funktionsdefizite bei septischen gut definierten Patienten überhaupt sicher zu quantifizieren sind, oder wie lange sie anhalten und sich über die Zeit ändern. Auch ist nicht belegt, ob lösliche Marker ein Funktionsdefizit anzeigen, oder lediglich Ausdruck einer allgemeinen Schädigung eines Organismus sind. Eine Dysbalance der endothelialen Produktion reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate liegt allerdings sehr wahrscheinlich vor. / The definition of sepsis includes clinical signs which all are related to endothelial dysfunctions. Infections agents can primarily target endothelial cells. The regulation of vascular permeability and coagulation, the interaction with circulating cells, vasoregulation and oxygen consumption are endothelial dependent. Systematically it is described how reactive oxygen species and reactive nitrogen species act as mediators for these diverse functions. Both reactive oxygen and nitrogen species are well known for their toxic potencies leading to oncosis. Their interaction is very complex. Nitric oxide induced toxic reactions increase in the presence of reactive oxygen species, whereas reactive oxygen species induced toxicity is decreased by low doses of nitric oxide. Apoptosis as opposed to oncosis hardly is induced by exogeneous reactive oxygen or nitrogen species in endothelial cells. However, endogeneous production of reactive oxygen species is more likely to serve proapoptotic functions. Whether patients suffering from sepsis show increased signs of apoptotic endothelium is discussed. Signalling events by low doses of exogeneous reactive oxygen and nitrogen species as well as by endogeneous production in endothelial cells unrelated to death signals are summarized. The known signalling pathways are integrated into specific dysregulated endothelial functions of septic patients. Early interactions of endothelium with infectious agents involve reactive oxygen and nitrogen species. Clinically apparent early signs of septic shock include increased vascular permeability and vasoregulatory disturbance. The involvement of endothelium and reactive oxygen and nitrogen species in these functions is summarized. New data have become available showing that endothelium is able to regulate whole organ oxygen consumption in which reactive oxygen and nitrogen species are involved. These data are discussed. From these in vitro and animal studies it seems evident that endothelial dysfunctions are central features of sepsis. However it remains to be clearly shown that definite endothelial dysfunctions are present and measurable in well defined patient groups, how long these suggested dysfunctions are present or change along the course of septic episodes. The involvement of dysregulated production of reactive oxygen and nitrogen species is most likely.

Stickstoffmonoxid (NO) spielt eine bedeutende Rolle in der Regulation des Blutdruckes, es ist ein starker Vasodilatator. Mäuse mit genetisch inaktivierter endothelialer Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS-/-) haben einen Bluthochdruck. Mäuse mit fehlender neuronaler NO-Produktion (nNOS-/-) zeigen einen erniedrigten Blutdruck in Narkose. Im Gegensatz dazu konnte in der Literatur eine Hemmung der Katecholaminfreisetzung durch neuronal gebildetes NO gezeigt werden. Es war deshalb das Ziel dieser Studie, die Kreislaufparameter von eNOS-/- und nNOS-/- Mäusen im wachen Zustand in Ruhe und unter Stress zu untersuchen. Außerdem wurde untersucht, ob nNOS die Expression des Schlüsselenzyms der Katecholaminsynthese, Tyrosinhydroxylase (TH), hemmt und die hämodynamische Antwort auf Stress abschwächt. Acht nNOS-/-, neun eNOS-/- und neun Wildtypkontrollmäuse (WT) erhielten einen Femoralarterienkatheter. Blutdruck und Herzfrequenz sowie die Körperkerntemperatur wurden 24h nach der Operation unter wachen Bedingungen in Ruhe und bei Erhöhung der Umgebungstemperatur aufgezeichnet. Die Tyrosinhydroxylase-mRNA-Expression und -Proteingehalt der Nebennieren wurden mittles RT-PCR und Western Blot bestimmt. In Ruhe zeigten eNOS-/- und nNOS-/- Mäuse einen signifikant erhöhten mittleren und diastolischen Blutdruck im Vergleich zu Wildtypkontrollen. Während des Hitzestresses war der initiale Blutdruckabfall bei den eNOS-/- Mäusen signifikant vermindert. Der stressinduzierte Anstieg von Blutdruck und Herzfrequenz war deutlich verstärkt bei nNOS-/- Mäusen im Vergleich zu WT und eNOS-/- Mäusen. Die TH-mRNA-Expression war zehnfach erhöht bei nNOS-/- Mäusen im Vergleich zu WT. Auch der Proteingehalt der Nebennieren war dreifach erhöht in nNOS-/- im Vergleich zu WT. Diese Ergebnisse zeigen, dass endothelial gebildetes NO hauptsächlich an der thermoregulatorischen Vasodilatation der Hautgefäße beteiligt ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass neuronal gebildetes NO die TH-Expression hemmt und die sympathisch vermittelte Stressantwort vermindert. / Nitric oxide (NO) plays an important role in the circulatory regulation, it is a very potent vasodilator. Mice deficient of a functional endothelial NO synthase (eNOS-/-) exhibit hypertension. Mice lacking a functional neuronal NO production (nNOS-/-) were observed to be hypotensive under anaesthesia. In contrast, evidence from the literature suggests an inhibition of catecholamine release by NO derived from nNOS. Therefore it was the aim of this thesis to evaluate the circulatory parameters in eNOS-/- and nNOS-/- under conscious conditions at rest and in reponse to stress. Additionally, it was tested if nNOS inhibits the expression of the key enzyme of the catecholamine synthesis, tyrosine hydroxylase, and thereby reduces the hemodynamic responses to stressful stimuli. Eight nNOS-/-, nine eNOS-/-, and nine wild type controls (WT) were chronically instrumented with femoral artery catheters. 24h after surgery,resting blood pressure and heart rate were measured and then mice were exposed to an elevated ambient temperature. Arterial blood pressure together with heart rate and core temperature were recorded in conscious animals. Tyrosine hydroxylase mRNA expression and protein content in the adrenal gland were measured by RT-PCR and western blotting, respectively. At rest, eNOS-/- and nNOS-/- exhibited a significantly elevated mean and diastolic blood pressure compared to WT. During heat stress, the initial decrease in blood pressure seen in WT and nNOS-/- was significantly blunted in eNOS-/-. The stress-induced acceleration of heart rate and increase in blood pressure were much stronger in nNOS-/- compared to WT and eNOS-/- . TH mRNA expression was ten times larger in nNOS-/- than in WT. Correspondingly, protein content in the adrenal gland was increased threefold in nNOS-/- compared to WT. The results of this thesis indicate that endothelial derived NO predominantly mediates the thermoregulatory vasodilatation. Furthermore, it shows that neuronally derived NO inhibits TH expression and, therefore, limits the sympathetically-mediated responses to stressful stimuli, such as heat stress.

Zwischen neuronaler und glialer Aktivierung, dem Energiemetabolismus und dem zerebralen Gefäßbett besteht eine enge Beziehung - als Phänomen der neurometabolischen und neurovaskulären Kopplung bekannt. Diese Korrelation von elektrischer und metabolischer Aktivität sowie dem regionalen zerebralen Blutfluß besteht räumliche und zeitliche fokussiert und ist charakteristisch für das Gehirn. Das Verständnis um die Mechanismen und Mediatoren der neurovaskulären Kopplung ist von grundlegender Bedeutung für die korrekte Interpretation moderner bildgebender Verfahren im klinischen Einsatz. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen lag in der Überprüfung der Hypothese eines frühen Sauerstoff-oder Glukose-Mangels im Gewebe unter funktioneller Stimulation als mögliches primäres Signal für eine nachfolgende vaskuläre Antwort. Anhand der Befunde kann jedoch ausgeschlossen werden, daß ein möglicherweise kurzzeitig auftretender Substratmangel im Gewebe registriert wird, und auf diesem Wege die Blutflußantwort auf funktionelle Stimulation initiiert wird. Die Frage nach dem eigentlichen Signal für die Blutflußantwort und dem primären Ort der Regulation (Arteriole, Kapillare, Venole) bleibt weiterhin ungeklärt. Die qualitative wie auch quantitative Charakterisierung des Verlaufs der Blutfluß- und Blutoxygenierungsveränderungen unter somatosensorischer Stimulation bildet die Grundlage für die Untersuchung von Veränderungen dieses Musters unter pathophyiologischen Bedingungen als sogenannter Fingerabdruck spezifischer zerebraler Schädigungen. Im Rahmen des zweiten Schwerpunkts beschäftigt sich vorliegende Arbeit mit der Rolle des Bioradikals Stickstoffmonoxid (NO) bei der neurovaskulären Kopplung. Ein im kortikalen Gewebe physiologisch vorhandener basaler NO Spiegel moduliert über die Bereitstellung einer basalen cyclischen Guanosin-3',5'-Monophosphat (cGMP) Konzentration vornehmlich in glatten Gefäßmuskelzellen die Reaktivtät zerebraler Gefäße sowohl auf globale vasodilatatorische Stimuli wie die Hyperkapnie als auch auf funktionelle Aktivität wie die Whisker-Stimulation der Ratte. Da die Bereitstellung des basalen NO / cGMP Spiegels im zerebralen Gewebe für physiologische vaskuläre Antworten von grundlegender Bedeutung ist, ist zu erwarten, daß eine Störung desselben durch pathophysiologische Vorgänge weitreichende Folgen für die adequate Versorgung aktivierter Hirnareale haben dürfte. / A tight relation exists between neuronal and glial cell activation, cerebral energy metabolism, and cerebral vasculature - a phenomenon known as neurometabolic and neurovascular coupling. The correlation of electrical and metabolic activity, and regional cerebral blood flow occurs at high temporal and spatial resolution, and is characteristic for the brain. We need to understand the physiology of neurometabolic and neurovascular coupling to fully exploit the potential of modern functional brain imaging, which utilizes vascular responses to map brain activity. Therefore, understanding the signalling cascade of regional vasodilation due to functional activation is of great importance. In the present work, we have shown that there is no evidence neither for an early deoxygenation nor for an early decrease in glucose concentration in the tissue at the onset of increased neuronal activity. The first event inducing regional cerebral blood flow increase as well as the vascular compartment, at which vasodilation starts (arteriole, capillary, venule), is still not known so far and has to be further investigated. In disease neurovascular coupling may be disturbed, while this disturbance may itself further contribute to tissue damage. Therefore a thorough elucidation of the physiology and pathophysiology of neurometabolic and neurovascular coupling may contribute to the development of treatment strategies in acute and chronic CNS disorders. Beside the mechanisms, little is known concerning the mediators of neurovascular coupling. The involvement of the highly diffusible vasodilator bioradical nitric oxide (NO) in the regulation of regional cerebral blood flow is widely accepted. In the present work, it has been shown that NO acts as a modulator rather than a mediator of vascular relaxation due to functional activation or systemic hypercapnia in the cerebral cortex, permitting vasodilation mediated by other agents. This modulation mainly occurs via a basal cyclic guanosin-3',5'-monophosphate (cGMP) production within the vascular smooth muscle cell. The basal modulatory concentration of NO / cyclic GMP may be disturbed during cerebrovascular disease, leading to a mismatch of regional cerebral blood flow and metabolic demand.

No description available.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Einsatz biogener Ersatzbrennstoffe bei der motorischen Verbrennung. Zum einen wurden die laminaren Brenngeschwindigkeiten von Ethanol und iso-Butanol sowie Gemischen mit iso-Oktan bestimmt. Es konnten Messwerte für die Validierung von numerischen Mechanismen sowie Parameter für die Abbildung der Temperatur- und Druckabhängigkeit der Brenngeschwindigkeit bestimmt werden. Der Vergleich der Messverfahren zeigt eine gute Übereinstimmung. Zum anderen wurden die Auswirkungen der Beimischung von Wasserstoff auf die Abgaszusammensetzung und den Wirkungsgrad an einem Verbrennungsmotor ermittelt. Die Erhöhung des Wasserstoffanteils führt zur Erhöhung des Wirkungsgrades. Die Abgasbestanteile Kohlenstoffmonoxid, Formaldehyd und Methan werden reduziert, während Stickoxide zunehmen. Mit den begleitenden Simulationen kann gezeigt werden, dass höhere Wasserstoffanteile die Oxidation durch einen erhöhten Anteil an OH-Radikalen begünstigen. Der Grund für das verstärkte Auftreten von Stickstoffmonoxid liegt in der Verlängerung der Verweilzeit der verbrannten Gase in der Oxidationszone.

Das Bone Morphogenetic Protein 2 (BMP2) gehört zur TGF-beta Superfamilie und findet seinen Fokus in der osteogenen Aktivierung und in der Anwendung bei der Frakturheilung. Es wird angenommen, dass weitere, bisher unbekannte Verbindungen existieren, die die BMP2-Signalübertragung und die osteogene Aktivität verbessern und somit zu einer verbesserten klinischen Wirksamkeit von BMP2 führen. Für den Stickstoffoxid (NO)-Signalweg ist bereits bekannt, dass im endothelialen Kontext eine Verbindung zum BMP2-Signalweg existiert. Ziel dieser Arbeit war es daher, eine Verbindung zwischen dem NO- und BMP2-Signalweg bezüglich der Regulierung des BMP2-abhängigen Signalwegs und der Osteoinduktion aufzuzeigen. Dies erfolgte durch Anwendung von Inhibitoren (LNAME, ODQ und LY83583) und Aktivatoren (L-Arginin, Deta NONOate, SNAP und YC-1) des NO-Signalwegs, in Kombination mit BMP2. Eine mögliche Verbindung zwischen dem BMP2- und NO-Signalweg, über eine Protein Kinase A (PKA) Brücke, wurde durch die Anwendung des PKA Inhibitors H89 untersucht. Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse, dass der NO-Stoffwechselweg den BMP2-vermittelten Signalweg und die osteoinduktive Aktivität modulieren kann, wobei PKA beide Signalwege im Rahmen der BMP Signalübertragung verbindet, jedoch nicht zu einer BMP2-vermittelten Osteoinduktion führt. / Bone Morphogenetic Protein 2 (BMP2) is a TGF-beta superfamily member, with a major focus on osteogenic activity and application in fracture healing. In order to improve efficiency of BMP2 in the clinic, it is assumed that additional, yet unknown compounds can improve BMP2 signalling and osteogenic activity. The Nitric Oxide (NO) pathway has previously shown to be connected with the BMP2 pathway in an endothelial context. Therefore, it was the aim of this study to unravel connections between the NO and BMP2 pathway in regulating BMP2 mediated signalling and osteoinduction. This was carried out through the application of inhibitors (LNAME, ODQ and LY83583) and activators (L-Arginine, Deta NONOate, SNAP and YC-1) of the NO pathway in combination with BMP2. A proposed connection between BMP2 and NO pathways via a Protein Kinase A (PKA) bridge was investigated by application of H89 inhibitor. In summary, these results show that the NO pathway can modulate BMP2 mediated signalling and osteoinductive activity. The PKA bridge connects NO and BMP2 only for the process of BMP2 signalling, but not for BMP2 mediated osteoinduction.

Zu den vielfältigen Aufgaben der Niere gehören die tubuläre Rückresorption körperwichtiger Substanzen sowie die Regulation des renalen und systemischen Blutdrucks. Brennpunkte der vorliegenden Arbeit waren die Kontrollparameter der tubulo-glomerulären Regulation sowie Aspekte des epithelialen Transports im distalen Nephron und Sammelrohr. Das L-Arginin-Stickstoffmonoxyd (NO)-System und die Komponenten renaler Prostaglandinsynthese nehmen hier eine wichtige Stellung ein. Die Schlüssel-Syntheseenzyme NO-Synthase 1 (NOS1) und Zyklooxygenase (COX) Typ 2 sind in der Macula densa lokalisiert. Sie sind im Zusammenhang mit der Filtratbildung reguliert. Weitere Komponenten ihrer Reaktionskaskaden sind jedoch in ihrer zellspezifischen Rolle noch unklar. Wir haben diese daher näher untersucht. Mit histochemischen und biochemischen Methoden (immunhistochemische Färbungen, RT-PCR, In situ Hybridisierung, Western blot und spezifischen cGMP Nachweisen in Gewebe- und Zellextrakten) wurden NO-Rezeptor (lösliche Guanylatzyklase; sGC), COX-1, COX-2 und die membrangebundene Prostaglandin E2-Synthase (mPGES) nachgewiesen. Außerdem wurde die Interaktion von NOS1 und COX-2 im 2 Nieren-1 Clip (Goldblatt)-Modell bei der Ratte sowie bei NOS1-defizienten Mäusen untersucht. Die sGC wurde in den glomerulären Arteriolen, den Renin-produzierenden Zellen, dem Mesangium, den Vasa recta, den interstitiellen Fibroblasten und den Ito-Zellen der Leber detektiert. COX-2 wurde zusammen mit mPGES in der kortikalen aufsteigenden Schleife und der Macula densa gefunden. COX-1 wurde zusammen mit mPGES im terminalen distalen Konvolut, im Verbindungstubulus und im Sammelrohr detektiert. Die medullären interstitiellen Zellen exprimierten gleichzeitig COX-1, COX-2 und mPGES. Im Goldblatt-Modell bestand unilateral (stenotische Seite) eine Stimulation der juxtaglomerulären NOS1 sowie der COX-2 Expression. Entgegen früheren Annahmen konnten wir jedoch keine Hinweise für eine zell-bezogene Interaktion zwischen beiden Produkten finden. Dieses wurde durch die Verwendung der NOS1-defizienten Maus bestätigt, die im Experiment keine Veränderung der COX-2 Expression zeigte. Die spezifische Lokalisation von NO-Rezeptor und Komponenten der Prostaglandinsynthese unterstreicht ihre Bedeutung für die Regulation von Blutdruck, Salz- und Wasserhomöostase. Die juxtaglomeruläre Synthese von NO und Prostaglandinen folgt ähnlichen Stimuli, ist jedoch voneinander unabhängig. / Priciple functions of the kidneys are tubular reabsorption of important solutes and regulation of renal and systemic blood pressure. This work has been focused on parameters to control the tubulo-glomerular feedback and epithelial transport in the distal tubule and collecting duct system. The L-arginine-nitric oxide (NO)-system and components of the renal prostaglandin synthesis are thought to play major roles therein. Key-enzymes are NO-Synthase 1 (NOS1) and cyclooxygenase-2 (COX-2), both are localized in the macula densa and are regulated in dependence of the filtrate formation. The cell-specific role of further components in the signalling cascades remains unclear. For investigation we used histochemical and biochemical methods (immunohistochemistry, RT-PCR, in situ hybridisation, western blotting and specific cGMP measurements in tissue and cell extracts to localize the NO-receptor (soluble guanylyl cyclase, sGC), COX-1, COX-2 and the membranous prostaglandin E2-synthase (mPGES). Moreover we analyzed the interaction of NOS1 and COX-2 in the 2 kidney-1 clip (Goldblatt)-model of the rat and in NOS1 deficient mice. The sGC could be detected in glomerular arterioles, renin-producing cells, mesangium, vasa recta, interstitial fibroblasts and Ito-cells of the liver. COX-2 was co-localized with mPGES in the cortical thick ascending limb and macula densa. COX-1 was co-localized with mPGES in the terminal distal convolutions, connecting tubule and collecting duct. The medullary interstitial cells were positive stained for COX-1, COX-2 and mPGES. In the Goldblatt-model we found an increased expression of juxtaglomerular NOS1 and COX-2 in the stenotic kidney. Against former hypothesises we were unable to find evidences for a cell-specific interaction between both products. This was supported by the evaluation of NOS1 deficient mice which revealed no difference of COX-2 expression under control and variable conditions. The specific localization of NO-receptor and components of the prostaglandin synthesis emphasizes their relevance for the regulation of blood pressure and salt- and water homeostasis. The juxtaglomerular synthesis of NO and prostaglandins are similarly regulated while COX-2 is NO-independently expressed.

In der vorliegenden Arbeit sind Untersuchungen vorgestellt, die sich mit Wirkungen und Interaktionen von zwei ubiquitär im menschlichen Körper vorkommenden Gasen befassen, i.e. Sauerstoff und Stickstoffmonoxid. Im Falle beider Substanzen ermöglicht die geringe Größe der Moleküle eine freie Diffusion über Membranen hinweg, eine Eigenschaft, die für die Funktion der Signaltransduktion geradezu prädestiniert. Aus den vorgelegten Untersuchungen lassen sich die folgenden Folgerungen ableiten: * Stickstoffmonoxid wirkt in-vitro selektiv bakteriostatisch auf Bakterien, die üblicherweise Früh- und Neugeborene besiedeln. Dabei hängt die Selektivität von den jeweiligen bakteriellen Verteidigungsmechanismen ab, die bakteriostatische Wirkung liegt in einem Konzentrationsbereich, der außerhalb desjenigen liegt, der derzeit klinisch angewendet wird. * Hyperoxie führt im Ganztiermodell der unreifen Ratte zu einer zerebralen Hochregulation von iNOS und damit zur Synthese von NO. Soweit dies anhand der Synthese von Peroxynitrit als definitivem Schädigungsmechanismus beurteilbar ist, wird trotz entsprechender iNOS-Expression wenig bis gar kein Peroxynitrit gebildet. Da das Zusammentreffen von NO und Sauerstoff sonst regelhaft zur Entstehung von Peroxynitrit führt, müssen im Gehirn der unreifen Ratte ausreichende antioxidative Schutzmechanismen präsent sein, die diese Reaktion verhindern. * Im in-vitro-Modell der Gasäquilibrierung von Nabelschnur-PMN zeigte sich unter Hyperoxie das ausgeprägteste Aktivierungsmuster aller verglichenen Sauerstoffkonzentrationen. Dies stand im Gegensatz zur Exposition adulter Zellen, hier fand sich eine größere Hyperoxietoleranz bei gleichzeitig stärkster Aktivierung unter Hypoxiebedingungen. Welche Bedeutung diesen Ergebnissen im klinischen Umgang mit Neugeborenen zukommt muß derzeit noch offen bleiben. Allerdings häufen sich Hinweise aus experimentellen Studien, die darauf hindeuten, daß ein restriktiver Umgang mit hohen Sauerstoffkonzentrationen auch im klinischen Umfeld gerechtfertigt sein könnte. / The present investigations deal with the effects and interactions of gases, which are ubiquitous in the human body i.e. oxygen and nitric oxide. Both substances are small enough to freely diffuse across biological membranes. This ability predestines both molecules for the function of signal transduction. The results of our investigations lead to conclusions as follows: * Nitric oxide has selective bacteriostatic effects in-vitro on some bacterial strains typically isolated from preterm and term newborn infants. Selectivity depends on the presence of bacterial defense mechanisms. The bacteriostatic effect takes place at concentrations above those currently used in clinical practice. * Hyperoxia leads to upregulation of iNOS and subsequent NO production in an animal model of the immature rat. Despite this upregulation of iNOS synthesis there is no increased production of peroxynitrite which is known to cause cellular and DNA damage. Since the combination of NO and high concentrations of oxygen lead to peroxynitrite formation on a regular basis, effective antioxidant mechanisms appear to prevent peroxynitrite formation in the brain of the immature rat. * The most pronounced activation of cord blood polymorphonuclear cells (PMN) during conditions of hyperoxia, normoxia, and hypoxia was found for exposure towards high oxygen concentrations in an in-vitro model of gas equilibration. As opposed to that, hypoxia was the most potent trigger for adult PMN. It remains to be determined which clinical implications must be derived from these results. However, increasing experimental evidence indicates that exposure towards high oxygen concentrations should be restricted also in clinical practice and not only in preterm infants, but also in term newborns.

No description available.