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Eisen ist ein essentielles Spurenelement, das im gesamten Universum vorkommt und auf der Erde in verschiedensten Er-scheinungsformen auftritt. Es bildet den Hauptbestandteil des Erd-kerns und ist das vierthäufigste Element in der Erdkruste. Das Vorkommen von Eisen ist von essentieller Bedeutung, da es für nahezu alle Lebensformen überlebenswichtig ist. Nach Schätzung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind zwischen 500 Millionen und zwei Milliarden Menschen weltweit von einem Eisenmangel betroffen. Die Auswirkungen eines Eisen-mangels erreichen gesundheitliche, ökonomische und politische Dimensionen. Das Phänomen Eisenmangel ist nicht nur in der Allgemeinbevölkerung gegenwärtig, sondern auch unter Sportlern. Daten legen nahe, dass bis zu 79% aller Leistungssportler Eisenpräparate verwenden. Ohne die diagnostische Differenzierung zwischen einem absoluten oder einem funktionellen Eisenmangel ist eine Supplementierung allerdings bestenfalls unwirksam. Deshalb erklärt dieses Buch nicht nur den Unterschied, sondern liefert die diagnostischen Hintergründe, diskutiert die Einflussfaktoren und betrachtet die allgemeine Eisensubstitution unter kritischen Gesichtspunkten.

Das Vorkommen der Zecken hat sich in den vergangenen fünf Jahren im Durchschnitt auf einem ähnlichen Niveau bewegt, sagt Werner Tischhauser (Vizepräsident der Liga für Zeckenkranke Schweiz). Vor rund zehn Jahren war der Durchschnitt tiefer. Dies zeigen zum einen die Zeckenstichmeldungen der App «Zecke», zum andern die FSME-Infektionsfälle des Bundesamts für Gesundheit. Für das vermehrte Vorkommen gibt es mehrere Gründe. Höhere Temperaturen bedeuten bessere Lebensbedingungen für die Zecken. Der Lebensraum dieser Tierchen hat sich in höhere Lagen ausgedehnt. Zudem bewegen sich die Menschen vermehrt in der Natur. Für den Fall eines Zeckenbefalls rät Tischhauser folgendes: Nicht bis zuhause warten, sondern die Zecke zügig entfernen Die Zecke mit einer Pinzette möglichst nahe an der Haut bei ihrem Kopf packen und herausziehen Betroffene Stelle desinfizieren Zwischenfall in der Zecken-App registrieren Die Zecke in den Abfall und nicht in den Kompost werfen

Im Deutschen Reich gibt es im November 1910 nur ein Thema: das „Wunder von Neuengamme“. Viele, viele Schaulustige machen sich auf den Weg nach Vierlanden, weil sie sich mit eigenen Augen von diesem Phänomen überzeugen wollen. Lange bevor sie es sehen, hören sie es schon: Das Getöse ist ohrenbetäubend. Die Geschichte beginnt am 3. November 1910 damit, dass ein paar Mitarbeiter der Hamburger Wasserwerke im dünn besiedelten Neuengamme ein großes Loch ins Erdreich bohren. Statt auf Grundwasser, wie erhofft, stoßen sie in 248 Metern Tiefe auf eine Erdgasader. Mit Schlamm, Sand und Wasser gemischt schießt das Gas unter Zischen und Brausen aus Dem Bohrloch. Am nächsten Tag, dem 4. November, passiert dann das Unglück: Weil sich in der Nähe des Bohrlochs ein Lokomobil befindet, ein dampfgetriebenes Baufahrzeug, entzündet sich das Gas. Bei der mächtigen Explosion wird der Bohrturm der Wasserwerker in tausend Teile zerfetzt. Drei riesige Feuersäulen – sie sehen aus wie ein Flammenkreuz – stehen für drei Wochen über Neuengamme. Vor allem nachts ein einzigartiger Anblick. Postkarten mit Fotos davon werden in riesiger Stückzahl gedruckt und gehen um die Welt. Die Sache hat auf Schaulustige eine derartige Anziehungskraft, dass die Reichsbahn Sonderfahrten bis zum Bahnhof Bergedorf anbietet. Der Rest des Weges muss dann zu Fuß zurückgelegt werden: immerhin ein einstündiger Marsch. Aber für ein „Wunder“ nehmen die Leute das gerne in Kauf. Nicht nur die Bahn verdient gut an dem Erdgasfund. Auch die Hamburger Gas-Werke wittern Profite. Es braucht allerdings einige Anläufe, bis es den Experten gelingt, die riesigen Flammen zu löschen. Anschließend wird eine 15,3 Kilometer lange Rohrleitung bis zum nächsten Gaswerk gebaut, um das Erdgas aus Neuengamme nutzen zu können. Das Vorkommen erweist sich als so groß, dass dem Hamburger Stadtgas bis 1930 ein 20-prozentiger Erdgas-Anteil zugesetzt werden kann: 250 Millionen Kubikmeter sind es insgesamt. Das Gas hat einen Wert von 20 Millionen Goldmark. Es ist damit das erste Mal in Deutschland, dass ein Erdgasfund kommerziell genutzt wird – ein kleiner Vorgeschmack auf das Erdgas-Zeitalter, das ein halbes Jahrhundert später einsetzt.

Heute habe ich Dr. Christoph Twesten von MillionFriends zu Gast und wir sprechen über den Darm, das Mikrobiom und die jüngsten Erkenntnisse der Lebensmittelforschung. Der junge Arzt ist der Mitgründer des Startups MillionFriends, welches personalisierte Ernährungsberatung auf Basis von Stuhlproben und Blutzuckermessungen bereitstellt. Klicke hier zu den vollständigen Show Notes und Links zur Episode. Besonders das mit den Mäusen ist wirklich super spannend... Viel Spaß! Das erfährst du in der Episode Was sind die neuesten Erkenntnisse zur Darmgesundheit? Welche Nahrungsmittel sollte ich zu mir nehmen? Wie kann ich mein Mikrobiom gesund halten? Inhaltsabschnitte 01:30 - Gründe für das aufkommende Interesse an der Darmgesundheit 13:30 - Interessante Korrelationen aus den bisherigen Studien 18:00 - Kombination der Stuhlprobe und der Blutzucker Auswertung als Ergebnis für den Kunden 21:00 - Studien über die Wirkung von Stuhltransplantationen bei Mäusen 37:00 - Das Vorkommen von Top und Flop Mahlzeiten 40:00 - Auswirkungen der Erkenntnisse auf Christophs Alltag 45:00 - Tipps für ein gesünderes Mikrobiom 01:09:00 - Wünsche für die Zukunft Ich habe noch eine kleine Bitte an dich: Schau dir einmal kurz unsere neue Flowgrade Webseite an mit besserer Navigation und einem kurzen Teaser-Video. Gib mir gerne ein kurzes Feedback dazu. Vielen Dank vorab und go for Flow!  

Durchfallerkrankungen, oft ausgelöst durch virale, bakterielle und parasitäre Erreger, stellen ein großes Problem in der Kälberaufzucht dar. Ziel der Studie war zum einen, aktuelle Daten zum Vorkommen von Giardien, Kryptosporidien und Eimerien bei durchfallkranken sowie gesunden Kälbern in Süddeutschland zu erhalten, wobei die Rolle von Giardia spp. im Mittelpunkt der Untersuchungen stand. Von Januar bis Dezember 2012 wurden dazu 1564 Kotproben durchfallkranker Tiere und 185 Kotproben gesunder Kälber mikroskopisch untersucht. Die Infektionsraten in den Proben durchfallkranker Kälber lagen bei 7,2% für Giardia spp., 41,3% für Cryptosporidium spp. und 13,3% für Eimeria spp. Die Mehrheit dieser Proben(n=1282) wurde mittels ELISA zusätzlich auf E.coli, Rota-, Coronaviren und Kryptosporidien untersucht, wobei Nachweisraten von 0,9%, 37,8%, 3,4% und 45,3% erzielt wurden. In 23,2% der Proben gesunder Kälber wurde Giardia spp. diagnostiziert, in 2,7% Cryptosporidium spp. und in 45,9% Eimeria spp. Bei Betrachtung der altersabhängigen Infektionsraten wird deutlich, dass Giardien bei durchfallkranken, älteren Kälbern von Bedeutung sind. Die Auswirkungen einer subklinischen Giardiose auf die Entwicklung der Tiere bleiben, ebenso wie die Bedingungen, unter denen es zum Auftreten von Symptomen kommt, weiter unklar. Weiteres Ziel der Studie war, das Vorkommen verschiedener Giardia-Arten bei gesunden und durchfallkranken Kälbern in Süddeutschland zu untersuchen. Dafür wurden 152 mikroskopisch Giardia-positive Proben genotypisiert. In 91,8% der PCR positiven Proben wurde G. bovis identifiziert, in 7,3% G. duodenalis und in 0,9% eine Mischinfektion von G. bovis und G. duodenalis. Weiter gelang eine Identifizierung der Sub-Genotypen A1, E2 und E3 innerhalb dieser Proben. Während ein Nachweis von G. duodenalis nur in Mischinfektion mit Kryptosporidien oder Eimerien gelang, wurde G. bovis in einigen Proben durchfallkranker Kälber als Monoinfekton nachgewiesen. Dies lässt einen möglichen Beitrag der Rinder-spezifischen Art G. bovis zum Durchfallgeschehen vermuten. Das Vorkommen der zoonotischen Art G. duodenalis in Kälbern birgt ein potentielles Risiko für den Menschen, wobei auch die Übertragung vom Mensch auf das Tier denkbar ist.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die epidemiologischen Bedingungen in den natürlichen Pestherden der Mongolei untersucht. Die untersuchten Vektoren schlossen sowohl Ektoparasiten wie Flöhe, Zecken und Läuse, als auch die assoziierten Wirtstiere wie Murmeltiere und Ziesel ein. Parasit-Wirt Beziehungen, die bei der Verbreitung und Persistenz der Pest in der Mongolei eine wichtige Rolle spielen, wurden erfolgreich einzelnen Pestherden und Pestherd-Typen zugeordnet und nach Bedeutung eingestuft. Die vektorbasierten Wechselwirkungen der mongolischen Pestherde untereinander sowie ihr Einfluß auf die Pestherde in den angrenzenden Ländern konnten ebenfalls bestätigt werden. Aus den untersuchten Vektoren isolierte Peststämme wurden mittels verfügbarer diagnostischer Verfahren zur Charakterisierung des Pesterregers Y. pestis untersucht. Diese Analysen verdeutlichten die Heterogenität der mongolischen Peststämme, zeigten jedoch auch, dass klassische biochemische Testsysteme wie der API® 20E ® Test für die Identifizierung von mongolischen Y. pestis Stämmen herangezogen werden können. Mittels des BWY in house Systems konnte zusätzlich eine Differenzierung auf der Biovar-Ebene durchgeführt werden. Das Vorkommen eines multiresistenten Peststammes aus einem Wildisolat ist das erste seiner Art in Zentralasien und besonders aus humanmedizinischer Sicht äußerst besorgniserregend. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen verdeutlichen die Notwendigkeit steter Überwachung von Vektoren, um auf Veränderungen in den natürlichen Pestherden der Mongolei reagieren zu können. Von ebenso großer Wichtigkeit ist die kontinuierliche Überwachung von Antibiotika-Resistenzen der Peststämme in diesem Gebiet.

Sat, 12 Feb 2011 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/12926/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/12926/1/Mayer_Verena.pdf Mayer, Verena ddc:590, ddc:500, Tie

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, aus der Verteilung der verschiedenen Bestandteile der extrazellulären Matrix Rückschlüsse auf die mechanische Beanspruchung des Lig. iliolumbale zu ziehen. Dazu wurde bei 11 Leichen das Lig. iliolumbale mit seinen knöchernen Anheftungsstellen entnommen und immunhistochemisch untersucht. An beiden Insertionsstellen konnten die für eine faserknorpelige Enthesis charakteristischen Moleküle (z.B. Kollagen II, Aggrecan, Link Protein) nachgewiesen werden. Das Auftreten derartiger Faserknorpel wird an anderen Stellen des menschlichen Körpers als Anpassung an lokale Kompression gewertet. Im vorliegenden Fall lässt sich daraus ableiten, dass das Lig. iliolumbale in vivo einer vergleichbaren Beanspruchung ausgesetzt ist. Solche Beanspruchungen entstehen, wenn das Lig. iliolumbale eine stabilisierende Wirkung auf den lumbosakralen Übergang ausübt. Dabei treten Zugbeanspruchungen im Band auf, welche an den schräg zur Zugrichtung angelegten knöchernen Anheftungsstellen zu lokaler Druckbeanspruchung führen. Die Ergebnisse zeigen, dass das Lig. iliolumbale ein physiologisch beanspruchter Stabilisator des lumbosakralen Übergangs ist. Auch innerhalb des Bandes finden sich vereinzelt faserknorpeltypische Moleküle, die auf einen lokalen Kontakt des Bandes mit dem Beckenkamm hinweisen. In 3 Proben konnten Zeichen einer fokalen Degeneration im Bereich einer Enthesis beobachtet werden, was zu Spekulationen hinsichtlich der Entstehung von „low back pain“ einlädt. Das Vorkommen von Molekülen, welche bei rheumatoider Arthritis und seronegativer Spondylarthropathie als Autoantigene beschrieben wurden, lässt ebenfalls vermuten, dass entzündliche Schmerzsyndrome ihren Ursprung im Lig. iliolumbale haben können.

Aspergillus fumigatus ist der häufigste zum Tode führende opportunistische Erreger invasiver Mykosen des Menschen. Durch den zunehmenden Einsatz von Immunsuppressiva und agressiverer Chemotherapieschemata, aber auch durch Zunahme von Organ- und Stammzelltransplantationen, steigt die Zahl abwehrgeschwächter Patienten stetig an und mit ihnen die Zahl der Invasiven Aspergillosen. Bei steigender Inzidenz blieb die Letalität trotz weiterentwickelten Therapiemöglichkeiten in den letzten Jahren nahezu konstant. Einer der Hauptgründe dafür ist die meist späte Diagnostik der Erkrankung, welche bei Entdeckung häufig so weit fortgeschritten ist, dass jeder Therapieversuch zu spät kommt. Diese Situation erfordert dringend die Einführung von neuen diagnostischen Methoden zur Früherkennung der Invasiven Aspergillose. Ein Ansatz in dieser Arbeit sollte sein, herauszufinden welche Makromoleküle von A. fumigatus sezerniert, und damit beim Patienten in den Blutkreislauf oder Urin gelangen. Anschließend sollte untersucht werden, ob diese Pilz-Makromoleküle auch unter Infektionsbedingungen im Menschen exprimiert werden und letztendlich im Serum detektierbar sind. Dazu wurde A. fumigatus in unterschiedlichen Medien kultiviert und sezernierte Proteine analysiert. Pilzproteine sind für die Diagnostik so wichtig, da sie als erregerspezifische Antigene mittels spezifischer Antikörper nachgewiesen werden können. Umgekehrt können diese Antigene auch im Patienten eine Antikörperantwort induzieren, die mittels Antigen nachgewiesen werden kann. Von den elf sezernierten Proteinen, die in dieser Arbeit identifiziert wurden, wurden zwei Proteine näher charakterisiert: Die Protease Aspergillopepsin1 (PEP1) und das Toxin Hämolysin (Hly). Gegen diese beiden Proteine wurden monoklonale Antikörper (mAk) generiert, wofür Hly zuerst rekombinant hergestellt werden musste. Mithilfe monoklonaler Antikörper wurden sowohl die Sekretionsbedingungen von PEP1 und Hly genauer charakterisiert als auch versucht, in Patientenserum diese zwei Proteine nachzuweisen. Leider konnte weder PEP1 noch Hly im Serum detektiert werden. Grund dafür könnte ein vorzeitig stattgefundener Verdau durch serumeigene Proteasen sein, oder eine zu geringe Konzentration der beiden Proteine im Serum. Die Sensitivität dieses Test könnte verbessert werden, in dem diese monoklonalen Antikörper z.B. innerhalb eines Sandwich-ELISAS eingesetzt werden. Neben Proteinen haben sich in der Vergangenheit auch Polysaccharide von A. fumigatus als geeignete diagnostische Marker einer invasiven Aspergillose erwiesen. Zwar haben sie den Nachteil, als Zellwandbestandteil von Pilzen nicht Aspergillus spezifisch zu sein. Dagegen haben sie für den Nachweis im Serum andere Vorteile: Sie sind sehr stabile Moleküle (z.B. hitzebeständig) und werden in größeren Mengen von A. fumigatus produziert und freigesetzt, sodass sie bereits mit weniger sensitiven Methoden detektierbar sind. In dieser Arbeit wurden nach Immunisierung zweier Mäuse mit A. fumigatus-Kulturüberstand u.a. zwei Antikörper gegen Galaktofuranose (Galf) identifiziert. Galaktofuranose kommt nicht nur als Seitenkette des Galaktomannans, einem Hauptbaustein der Aspergillus-Zellwand, vor, sondern ist auch Bestandteil vieler sezernierter Pilz-Glykoproteine. Das Vorkommen sowohl als fester Bestandteil der Zellwand und gleichzeitig als in die Umgebung abgegebenes Molekül macht den Zuckerrest Galaktofuranose nicht nur zu einem brauchbaren Marker für histopathologische Untersuchungen sondern auch für die Serologie. Anhand einer Galf-Deletionsmutante von A. fumigatus konnte die Spezifität zweier monoklonaler Antikörper (L-10-1 und L-99-13) gezeigt werden. Diese Antikörper wurden im Folgenden genutzt, um die Expressionsbedingungen von Galaktofuranose-Resten in A. fumigatus näher zu untersuchen. Es fiel auf, dass die Freisetzung von Zellwandbestandteilen mit Galaktofuranose-Resten stark von der Zusammensetzung des Kulturmediums abhängig ist und erst mit Auskeimung der Sporen einsetzt. Des weiteren sollte mit Hilfe der beiden α-Galf-Antikörper versucht werden in Patientenserum Galaktofuranose-Reste zudetektieren. Hierzu wurde ein Sandwich-ELISA aufgebaut, der in zwei Varianten jeweils einen der beiden α-Galf-Antikörper als Fänger-Ak nutzte und den mAk L-10-1 (nach Konjugation mit Peroxidase) als Detektor-Ak. Es konnte gezeigt werden, dass dieser ELISA in Patientenseren sehr sensitiv Galaktofuranose-haltige Bestandteile nachweist und damit die Differentialdiagnostik einer invasiven Infektion durch A. fumigatus verbessern könnte. Nach den in dieser Arbeit erhobenen Daten kann die Sensitivität gegenüber dem kommerziell verfügbaren ELISA vermutlich noch erhöht werden. Bezüglich der Spezifität konnten die Probleme mit Galaktofuranose-Reste enthaltenen Antibiotika (wie Augmentan®) jedoch nicht beseitigt werden. Die guten Ergebnisse, die in dieser Arbeit mit dem L-10-1-ELISA erzielt wurden, führten dazu, dass dieser ELISA zur Zeit für den Einsatz in der Routinediagnostik am Max-von-Pettenkofer-Institut validiert wird.

Einleitung: Venöse Erkrankungen gehören zu den häufigsten chronischen Erkrankungen in der westlichen Welt. Über den Entstehungszeitpunkt und mögliche erste Vorzeichen im Kindes- und Jugendalter ist bisher allerdings nur wenig bekannt. Ziel: Ziel dieser Arbeit ist die Dokumentation des Vorkommens variköser Venen-veränderungen bei Kindern und Jugendlichen, und deren Auftreten und Entwicklung im Verlauf, sowie die Erfassung möglicher Einflussfaktoren. Methodik: Als geeignete Kohorte für die Erfassung erster Anzeichen von Venen-veränderungen und deren Verlaufsbeobachtung im Rahmen einer prospektiven Longitudinalstudie wurde eine Jahrgangsstufe eines Gymnasiums ausgewählt, da in diesem Alter noch eine sehr niedrige Prävalenz von Venenerkrankungen postuliert wird und ein langes Zusammenbleiben des Kollektivs wahrscheinlich war. Die Datenerhebungen fanden über 9 Jahre, von der 5. bis zur 13. Klasse, jährlich statt. 1997 betrug die Kohortengröße 180 Schüler im Alter von 9-12 Jahren und sank bis 2005 auf 108 Schüler im Alter von 17-20 Jahren. Das Studienprotokoll beinhaltete als Erhebungsmethoden Anamnese und körperliche Untersuchung, sowie die nicht-invasiven apparativen Methoden des Ultraschall-Dopplers, der Photoplethysmo-graphie und der Venenverschlussplethysmographie. Die ermittelten Daten wurden deskriptiv analysiert, wobei der Vergleich der Ergebnisse des ersten und des letzten Jahres, im Sinne einer Endpunktanalyse, im Vordergrund stand. Ergebnisse: 1997, in der 5. Klasse wurde bei 44% der Schüler der Weilheimer Studie irgendeine Venenauffälligkeit gefunden, am häufigsten an der V. saphena magna (31%). Dabei handelte es sich noch nicht um eine manifeste Stammvarikose, sondern nur um minimale Veränderungen. Außerdem wurden bei 27% der Schüler retikuläre Varizen, bei 8% eine Seitenastvarikose und bei 2% eine Perforans-insuffizienz, sowie bei je 2% Besenreiser und Veränderungen der V. saphena parva entdeckt. Es bestanden keine wesentlichen Geschlechterdifferenzen, pathologische Varizen kamen noch gar nicht vor. 2005, in der 13. Klasse, wurden Venen-auffälligkeiten bei 66% der Schüler gefunden, Veränderungen der Vena saphena magna bei 26%. Das Vorkommen von retikulären Varizen war stark gestiegen auf 50%, Seitenastvarizen traten bei 12% der Probanden auf, Veränderungen der Vena saphena parva bei nur 2% und Besenreiser oder Perforansinsuffizienzen bei keinem. In der Gesamthäufigkeit der Venenauffälligkeiten war das Geschlechterverhältnis relativ ausgeglichen, große Unterschiede ergaben sich jetzt aber in der Art der Veränderungen. So zeigte ein wesentlich höherer Anteil der Jungen Auffälligkeiten der V. saphena magna (46% vs. 10%), bei Seitenastvarizen waren die Jungen minimal häufiger (15% vs. 10%) und bei Veränderungen der V. Saphena parva waren ausschließlich zwei Jungen (3,8%) betroffen. Ebenso handelte es sich bei mehr Jungen (n=4, 8%) als Mädchen (n=1, 1,6%) um stark ausgeprägte, kontroll- bzw. behandlungsbedürftige Stammvarizen. Die Mädchen dagegen zeigten wesentlich häufiger retikuläre Varizen (60% vs. 38%). Ein positiver Dopplerbefund im Bereich der Crosse der Vena saphena magna fand sich 1997 schon bei 12% der 9- bis 12-Jährigen, danach stieg die Prävalenz bis 2005 auf 50% der 17- bis 20-Jährigen. Ein deutlicher Reflux mit inkomplettem Klappenschluss wurde 1997 noch bei keinem der Schüler gefunden, 2005 waren 5 Schüler (5%) betroffen. Eine wesentliche Geschlechterdifferenz ergab sich 1997 noch nicht, bis 2005 wiesen jedoch fast doppelt so viele Jungen (60%) einen positiven Befund auf wie Mädchen (35%), bei den ausgeprägten Befunden mit inkomplettem Klappenschluss gab es keinen großen Unterschied mit 2 Jungen und 3 Mädchen. Wesentliche Seitendifferenzen gab es weder bei klinischen noch Dopplerbefunden. Während der Hauptphase der Pubertätsentwicklung zwischen 6. und 9. Klasse war eine Zunahme der positiven klinischen sowie Dopplerbefunde bei beiden Geschlechtern in größerem Maße zu beobachten. Der größte Wachstumsschub, sowohl bei der Gesamtkörpergröße, als auch bei der Beinlänge, fiel ebenfalls in diese Zeitspanne. In der digitalen Photoplethysmographie und der Venenverschlussplethysmographie fanden sich keine Geschlechter- oder Seitendifferenzen. Anhand der Messwerte konnte nicht zwischen Probanden mit pathologischen und nicht pathologischen Befunden unterschieden werden. Für beide Methoden wurden hier erstmals Norm-werte berrechnet. Anamnestisch wurden allgemeine Beinbeschwerden im Bereich von Hüfte, Ober-schenkel, Leiste und Knie abgefragt. In der 5. Klasse gaben 24%, Mädchen und Jungen etwa gleich häufig, und in der 13. Klasse 29%, Mädchen häufiger als Jungen, Beschwerden an. Unter venentypischen Beschwerden, bei langem Sitzen/Stehen, Schweregefühl, Ermüdungsgefühl, Ödemen, Schwellneigung, nächtlichen Waden-krämpfen und ruhelosen Beinen, litten in der 13. Klasse bei beiden Geschlechtern etwa 13%. Eine chirurgische Behandlung, wie Appendektomie, Leistenbruch-Operation, Operation oder Gips am Bein, hatten in der 5. Klasse 14% der Schüler hinter sich, in der 13. Klasse war der Anteil auf 34% gestiegen. Ein auffälliger orthopädischer Status wurde in der 5. Klasse bei 76% der Schüler, bei Mädchen und Jungen in etwa gleich festgestellt. Knick-, Spreiz- und Senkfuß stellten den Großteil der Veränderungen dar. In der 13. Klasse waren, ohne therapeutisches Einwirken, nur noch 16% der Schüler betroffen, Jungen (23%) wesentlich stärker als Mädchen (10%). Die sportliche Betätigung unter den Weilheimer Schülern war durchgehend hoch, mit 76% in der 5. und 74% in der 13. Klasse. In der Familienanamnese wurde bei Müttern (26%) und Großmüttern (rund 35%) eine höhere Prävalenz an Venenerkrankungen berichtet als bei Vätern (14%) und Groß-vätern mütterlicher- und väterlicherseits (21% bzw. 13%). Zusammenfassend wurde nachgewiesen, dass schon im Kindes- und Jugendalter Venenveränderungen und Klappeninsuffizienzen im oberflächlichen Venensystem bestehen, die mit steigendem Alter an Häufigkeit und Schweregrad zunehmen. Insgesamt zeigte sich, dass nach der Pubertät deutlich mehr Jungen sowohl bei den positiven Dopplerbefunden, als auch bei klinisch sichtbaren, sowie stärker aus-geprägten Veränderungen der Stammvarizen auffielen. Gleichzeitig waren chirurgische Eingriffe mit einer Ruhigstellung des Beins und orthopädische Beinfehl-stellungen bei den Jungen wesentlich häufiger, Beschwerden dagegen nicht häufiger als bei den Mädchen. Schlussfolgerung: Wie in der vorliegenden Studie deutlich wird, können mit einfachen, nicht invasiven Untersuchungsmethoden bereits frühe Stadien venöser Veränderungen bei Kindern erkannt werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit zur Prophylaxe eines weiteren Fortschreitens der venösen Schädigung durch frühzeitige Beratung oder Therapie der Risikopatienten. Neben einer konservativen Behandlung besteht bei dopplersonographisch diagnostiziertem präklinischen Reflux der Vena Saphena magna die Option zur prophylaktischen Crossektomie, wodurch das Risiko der Entwicklung einer Stammvarikosis schon im Vorfeld stark reduziert werden könnte. Durch eine frühe Therapie könnten auch Folgeerkrankungen und Komplikationen verhindert, und somit den Patienten physisch wie psychisch eine bessere Lebensqualität ermöglicht, sowie Kosten im Gesundheitssystem eingespart werden.

B. cereus zählt zu den wichtigsten Verursachern von Qualitätsminderung und Verderb bei Lebensmitteln. Daneben wächst die Bedeutung Toxin-bildender B. cereus Stämme als Auslöser Lebensmittel-bedingter Erkrankungen, die zwei Formen einer gastrointestentinalen Erkrankung hervorrufen können: das diarrhoeische Syndrom, welches durch verschiedene Enterotoxinkomplexe (HBL, Nhe) induziert wird, und das emetische Syndrom, welches durch ein Dodekadepsipetid (Cereulid) ausgelöst wird. In komplexen Lebensmitteln werden vielfach Gewürze als Vektor für B. cereus - Kontaminationen angesehen. Jedoch sind kaum Studien über Gewürze als mögliche Eintragsquelle für B. cereus in Lebensmittel publiziert. Auch liegen nur wenig aktuelle Daten aus dem europäischen Raum über die tatsächliche Belastung von Gewürzen mit diesem Erreger vor. Ziel dieser Arbeit war es, das Vorkommen und die Toxizität von B. cereus in Gewürzen analysieren, um eine aktuelle Übersicht über die Kontamination mit diesem Erreger für eine Bewertung der mikrobiologischen Sicherheit von Gewürzen zu gewinnen. Hierfür wurden insgesamt 60 Gewürzproben zwölf verschiedener Gewürzsorten untersucht. Zunächst wurde mittels kultureller Verfahren die aerobe mesophile Gesamtkeimzahl sowie die Belastung mit Enterobacteriaceae und präsumtiven B. cereus bestimmt. Um auch kleinste Mengen des Erregers sicher nachweisen zu können, wurde zudem ein Real-Time PCR Assay als Alternative zur zeitaufwendigen und diagnostisch ungenauen konventionellen MPN- Methode erarbeitet. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden 151 präsumtive Kolonien, die aus den untersuchten Gewürzproben (n=60) isoliert wurden, mittels biochemischer und molekularbiologischer Analyse als B. cereus bestätigt. Anschließend wurde die Toxigenität und Toxizität der Isolate mittels PCR, immunchemischer Nachweisverfahren (ELISA, RPLA) sowie im Zellkulturtest charakterisiert. Darüberhinaus wurde im Challenge-Test mit marinierten Fleischerzeugnissen untersucht, inwieweit eine Kontamination von Lebensmitteln mit B. cereus tatsächlich aus der Verwendung kontaminierter Gewürze resultiert. Nach mikrobiologischer Analyse der Gewürzprodukte (n=60), waren nahezu alle der Proben als mikrobiologisch unbedenklich einzustufen. Kein Produkt hat den von der DGHM und der Europäischen Kommission empfohlenen Richtwert für B. cereus in Gewürzen von 103 KbE/g überschritten. Mit dem Real-Time PCR-Assay wurde zudem eine zuverlässige Alternative zum konventionellen MPN - Verfahren erarbeitet, der es ermöglichte auch kleinste B. cereus Mengen nach selektiver Anreicherung in den Gewürzproben zu identifizieren. Dies ist insbesondere im Hinblick auf das gesundheitsgefährdende Potential pathogener B. cereus von Bedeutung. So wurden 81% der Isolate (n=151), die aus den Gewürzen gewonnen wurden als diarrhöische und/oder emetische Toxinbildner identifiziert. Zudem wurde gezeigt, dass eine B. cereus Kontamination von Lebensmitteln durchaus aus der Verwendung damit hergestellter, belasteter Gewürze resultieren kann. Jedoch ist das Risiko für den Verbraucher hinsichtlich einer Lebensmittelvergiftung durch kontaminierte Gewürze als gering einzustufen. Zwar wurde B. cereus in 70 % der insgesamt 60 untersuchten Proben detektiert, allerdings in Keimzahlen, die nach derzeitigem Stand der Wissenschaft keine Lebensmittelvergiftung auslösen können. Dennoch ist das Gesundheitsrisiko, das von toxinbildenden B. cereus ausgeht nicht zu unterschätzen, da sie als Sporenbildner Erhitzungsprozesse von Lebensmitteln überleben, wieder auskeimen und sich vermehren können. Das Vorkommen von B. cereus in Gewürzen ist somit unter den Gesichtspunkten eines vorbeugenden Verbraucherschutzes und der Qualitätssicherung zu betrachten, nicht zuletzt da es auch angesichts eines stetig wachsenden Welthandels im Zuge der Globalisierung immer dringlicher wird eine mikrobiologisch unbedenkliche Ware zu gewährleisten. Letztendlich sind weitere Untersuchungen mit größeren Probenzahlen für eine besserere Risikoabschätzung unumgänglich. Mit dem Real-Time PCR Assay steht hierfür eine schnelle und zuverlässige Methode zur Verfügung, die einen Erregernachweis direkt aus Gewürzproben erlaubt.

Die Existenz eines Zytoskeletts galt lange als charakteristisches Merkmal eukaryotischer Zellen. Obwohl sich mit der Entdeckung der eubakteriellen Zytoskelettproteine MreB, ParM, FtsZ und CreS ein Paradigmenwechsel vollzog, lagen bislang keine Erkenntnisse über das Vorkommen von Zytoskelettproteinen in Archaeae vor. Der erste Teil der Arbeit beschreibt die strukturelle und biochemische Charakterisierung des Aktinhomologen Ta0583 aus dem Archaeon Thermoplasma acidophilum. Die Kristallstruktur von Ta0583 wurde mit der Methode der SAD-Phasierung bei einer Auflösung von 2,1 Å gelöst. Ta0583 gehört zur Aktin/Hsp70 Superfamilie und besteht aus zwei Domänen, die jeweils das Aktin/Hsp70 Kernelement enthalten. Obwohl Aktin und das archaeale Ta0583 kaum Sequenzidentität aufweisen, besteht eine deutliche strukturelle Homologie. Die Struktur von Ta0583 kombiniert strukturelle Eigenheiten sowohl von Aktin, als auch von den eubakteriellen Aktinhomologen MreB und ParM. So konnte beispielsweise die strukturelle Ähnlichkeit der Nukleotidbindungsstellen von Ta0583 und MreB in vitro durch den Effekt des MreB-Inhibitors S-(3,4-Dichlorobenzyl)-isothioharnstoff (A22) nachgewiesen werden, der die ATPase Aktivität von Ta0583 kompetitiv hemmt. Im Kristallgitter sind die Ta0583 Monomere in Filament-ähnlichen Reihen angeordnet, in denen ähnliche longitudinale Gitterabstände wie in den Protofilamenten von MreB, Aktin und ParM vorliegen. In vitro bildet Ta0583 kristalline Schichten, die ähnliche Gitterabstände wie die quasi-Filamente im Kristall aufweisen. Die Bereitwilligkeit von Ta0583 zur Kristallisation und zur Bildung kristalliner Schichten könnte eine intrinsische Neigung des Proteins zur Bildung von filamentartigen Strukturen andeuten. Das Vorkommen eines Aktin-Homologen im Archaeon T. acidophilum gibt erste Hinweise auf das Vorkommen möglicher Zytoskelettstrukturen neben Eukaryoten und Eubakterien auch in der dritten Domäne des Lebens, den Archaeae. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der strukturellen und biochemischen Charakterisierung des in S. cerevisiae essentiellen Stoffwechselenzyms Ugp1p, der UDP-Glukose Pyrophosphorylase (UGPase). Die UGPase katalysiert die Synthese von UDP-Glukose, einem zentralen Glykosyldonor im Stoffwechsel aller Organismen. In S. cerevisiae ist die UGPase ein Oktamer aus identischen Untereinheiten. Obwohl oktamere UGPasen schon in den 1960iger Jahren erstmals charakterisiert wurden, blieb die strukturelle Basis für die Assoziation der Monomere im Komplex bis heute unaufgeklärt. In dieser Arbeit wurde die Struktur von Ugp1p durch Molecular Replacement mit der Struktur einer monomeren UGPase aus A. thaliana bei einer Auflösung von 3,1 Å gelöst. Das Ugp1p Monomer besteht aus drei Domänen, einer N-terminalen Domäne, einer katalytischen SGC-Kerndomäne und einer C-terminalen Oligomerisierungsdomäne mit -Helix Motiv. Anhand der Struktur von Ugp1p konnten mehrere Aminosäurereste identifiziert werden, die die Wechselwirkungen zwischen den Untereinheiten im Oktamer vermitteln. Diese vorwiegend hydrophoben Reste sind in den UGPasen von Tieren und Pilzen konserviert, in den UGPasen der Pflanzen jedoch durch polare und geladene Reste ersetzt. Aufgrund der Konservierung der Reste im Bereich der Oligomerisierungs-Schnittstelle ist davon auszugehen, dass alle UGPasen aus Metazoen und Pilzen Ugp1p-ähnliche Oktamere bilden, pflanzliche UGPasen dagegen anders aufgebaut sind. Während die Aktivität pflanzlicher UGPasen über Assoziation und Dissoziation reguliert zu sein scheint (Martz et al., 2002), sind UGPasen aus Metazoen und Pilzen nicht über Oligomerisierung reguliert. So bildet Ugp1p ausschliesslich stabile Oktamere. In Ugp1p scheint vielmehr das flexible N-terminale Segment, das auch an Ser11 phosphoryliert gefunden wurde (Rutter et al., 2002), die Regulation der Enzymaktivität zu vermitteln. Die Struktur von Ugp1p bildet die Grundlage für gezielte Mutagenesestudien an allen UGPasen aus Metazoen und Pilzen.

In dieser Arbeit wurde mit Hilfe histologischer und immunhistochemischer Methoden der Aufbau und die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix des Lig. coracoacromiale des Menschen untersucht. Verwendet wurden 9 Präparate aus dem Anatomischen Institut mit einem mittleren Alter von 74,7 Jahren und 6 Proben aus dem Rechtsmedizinischen Institut mit einem mittleren Alter von 27,2 Jahren. Ziel dieser Arbeit war es, eine detaillierte Beschreibung der regionalen molekularen Zusammensetzung der extrazellulären Matrix zu liefern. Dabei wurde das besondere Augenmerk auf die Unterschiede zwischen den beiden Altersgruppen gelegt, um so indirekt auch auf die physiologische Funktion und mechanische Situation des Bandes Rückschlüsse ziehen zu können. An den Anheftungszonen des Bandes an den jeweiligen Knochenvorsprüngen lassen sich in markanter flächiger Ausprägung Chondroitin-6-Sulfat, Kollagen II, Aggrecan und Link Protein als charakteristische Marker von Faserknorpelgewebe nachweisen. Ebenso konnten im Verlauf des Bandes diese für Faserknorpel typischen Proteine in beiden Altersgruppen (etwas abgeschwächt in der jüngeren Gruppe) detektiert werden. In der Annahme, dass das Entstehen von Faserknorpel Ausdruck eines funktionellen Anpassungsprozesses des Gewebes an spezifische mechanische Beanspruchung ist, muss im Hinblick auf die Ergebnisse dieser Arbeit festgestellt werden, dass eine nennenswerte Druckübertragung zwischen Caput humeri und korakoakromialen Bogen stattfindet. Da die Ergebnisse sich in beiden Altersgruppen qualitativ entsprechen, nehmen wir an, dass diese mechanische Situation schon im physiologischen Zustand besteht. Das Auftreten von Fettgewebe an der Unterseite des Bandes und am Rand der Enthesisregion wurde bisher meist als degenerative Veränderung interpretiert. In Anlehnung an Benjamin et al. (2004) vermuten wir, dass das Fettgewebe, zur günstigeren Druckverteilung im Gewebe und als Hüllgewebe für kleine Nervenfasern dient. Insgesamt könnte die beobachtete Konfiguration Ausdruck eines mechanosenorischen Komplexes sein, welcher der Modulation von Muskelreflexen im Schulterbereich dient. Klinische Relevanz gewinnt das Auftreten bestimmter Moleküle im Zusammenhang mit der Manifestation von Erkrankungen aus dem rheumatoiden Formenkreis. Einen wesentlichen Part bei entzündlichen Vorgängen übernehmen Autoimmunprozesse gegen faserknorpelige Bestandteile der extrazellulären Matrix wie Kollagen II, Aggrecan, Link Protein, COMP und CMP. Das Vorkommen dieser Proteine in der extrazellulären Matrix des Lig. coracoacromiale lässt auf einen Mitbefall dieser Struktur bei rheumatischen Erkrankungen schließen.

Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es, den Feinbau des Lig. scapholunatum auf molekularer Ebene zu untersuchen und mit der mechanischen Funktion des Bandes im Karpus in Zusammenhang zu bringen. Dabei zeigt sich, daß das das Lig. scapholunatum an beiden Anheftungsstellen sowie in einzelnen zentralen Bandabschnitten einen faserknorpeligen Phänotyp aufweist. Die wesentlichen Charakteristika dieses Gewebstypus sind das Vorkommen von Kollagen Typ II, Chondroitin-6-sulfat, Aggrecan und Link Protein. Diese molekularen Bestandteile der extrazellulären Matrix kommen auch in anderen Regionen des menschlichen Körpers vor und bedingen dort die Toleranz des Gewebes gegenüber lokaler Druckbeanspruchung. Diese Aufgabe kommt ihnen auch in den Faserknorpeln des Lig. scapholunatum zu, da im Rahmen der normalen Translation der Handwurzelknochen bei Bewegungen in der Art. radiocarpalis eine lokale Scher- und Druckbeanspruchung in den verschiedenen Bandanteilen stattfindet. Da die Ausbildung eines Faserknorpels in Bandansätzen Ausdruck eines funktionellen Anpassungsprozesses ist und das Lig. scapholunatum in allen beschriebenen Anteilen diese Charakteristik aufweist, muss man davon ausgehen, dass das Band einer nicht unerheblichen mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Diese Vorstellung weist dem scapholunären Band die Rolle eines entscheidenden Stabilisators im menschlichen Handgelenk zu und steht im Einklang mit den klinischen Beobachtungen bei vorangegangener Verletzung des Bandes. Weiter untermauert wird diese Aussage durch die im Rahmen von rheumatoiden Erkrankungen regelmäßig beobachtete frühe Zerstörung des Bandes, welche zusammen mit anderen Mechanismen zu einer schweren Dysfunktion der Handgelenke führen kann. Das Vorkommen von Molekülen, die als antigene Strukturen bei Erkrankungen des rheumatoiden Formenkreises wirken können, erklärt die Beteiligung des Lig. scapholunatum im Rahmen solcher systemischen Autoimmunprozesse.

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde die Phylogenie der kurzzungigen Bienengattung Andrena, sowie die der langzungigen Bienentribus Anthophorini unter besonderer Berücksichtigung der Gattung Habropoda untersucht. Mit ca. 1500 gültig beschriebenen Arten weltweit stellt die holarktische Bienengattung Andrena (Sandbienen) die größte Bienengattung überhaupt dar. Die Phylogenie dieser Gattung ist bislang nur unzureichend erforscht worden. So beschränkten sich frühere Untersuchungen nur auf einige wenige Untergattungen oder bestimmte regionale Vertreter von Andrena, aber berücksichtigten niemals die gesamte Gattung und all ihre verschiedenen Untergattungen. Im Rahmen dieser Untersuchung, welche 84 Vertreter der 99 gegenwärtig bekannten Andrena-Untergattungen einschließt, wurde eine kladistische Analyse, basierend auf 162 morphologischen Merkmalen durchgeführt. Eine mögliche Merkmalsentwicklung im Hinblick auf die verwendete Polarität wurde diskutiert. Insgesamt wurden 107 Taxa kodiert, von denen fünf je einen Verterter aller anderen Gattungen der Unterfamilie Andreninae representierten. Aufgrund der ebenfalls ungeklärten Verwandschaftsverhältnisse innerhalb der Andreninae wurde ein hypothetischer Vorfahre als Außengruppe verwendet. Eine heuristische Analyse ohne Merkmalsgewichtung ergab insgesamt sechs maximal sparsame Kladogramme (MPTs) mit einer Länge von 1875 Schritten. Das strikte Konsensus-Kladogramm dieser sechs Bäume ließ sieben Großgruppen innerhalb der Gattung Andrena erkennen. Die Monophylie von Andrena wurde durch fünf, nicht-homoplastische Synapomorphien begründet. Cubiandrena stellte sich als nicht zu Andrena gehörig heraus und wird als eigene Gattung betrachtet. Eine zweite Analyse unter Verwendung iterativer Mermalsgewichtung (a posteriori Gewichtung) resultierte in einem einzigen Kladogramm. Dieses stimmte in einigen Teilen mit den Ergebnissen der ungewichteten Analyse überein, zeigte aber auch deutliche Unterschiede zu diesen. In beiden Analysen wurden 14 Gruppen festgestellt, die die gleichen Taxa zusammenfassten, elf davon wiesen eine identische Baumtopologie auf. In beiden Analysen erwies sich Andrena als die am stärksten abgeleitete Gattung innerhalb der Andreninae, während Euherbstia den ursprünglichsten Vertreter darstellte. Die holarktisch verbreiteten Untergattungen Larandrena, Micrandrena und Ptilandrena erwiesen sich sowohl in der ungewichteten als auch in der gewichteten Anlyse als polyphyletische Taxa. Amerika wird als Ursprungsort der Andreninae angesehen, während die Gattung Andrena, wahrscheinlich altweltlichen Ursprungs (Mittelmeergebiet oder Zentralasien) ist, da die meisten ursprünglichen Untergattungen eine ausschließlich paläarktische Verbreitung aufweisen. Während sich die holarktische Verbreitung von Andrena wahrscheinlich auf Ausbreitungsvorgänge am Ende der Kreidezeit und im frühen Tertiär zurückführen läßt, scheint die Entstehung rein nearktischer und paläarktischer Untergattungen auf Vikarianzereignissen, verursacht durch die beginnende Ausdehnung des Atlantiks und die damit einhergehende Trennung der nordamerikanischen und europäischen Landmassen seit dem mittleren Eozän, zu beruhen. Die vorliegende Studie beinhaltet außerdem eine molekulare Analyse eines 758 basenpaarlangen DNA Abschnittes der mitochondrialen Cytochrom Oxidase I für 27 zentraleuropäische Andrena-Arten. Die untersuchten Arten repräsentieren 21 verschiedene Untergattungen, sowie sieben Vertereter der Untergattung Micrandrena. Als Außengruppe wurde Panurgus verwendet. Die Parsimonie-Analyse der ungewichteten COI-Daten ergab ein einzelnes MPT mit einer Länge von 1724 Schritten, in welchem fünf Großgruppen unterschieden wurden. Die Untergattung Micrandrena, welche einen Schwerpunkt der Analyse bildete, erwies sich als eindeutig polyphyletisch. Folgende Taxa der Gattung Andrena wurden als neu für die Wissenschaft beschrieben: Calcarandrena subgen. n., Hamandrena subgen. n., Platygalandrena subgen. n.; A. (Carandrena) planti sp. n., A. (Euandrena) yangi sp. n., A. (Habromelissa) nantouensis sp. n., A. (Larandrena) susanneae sp. n., A. (Leucandrena) cheni sp. n., A. (Micrandrena) taiwanensis Dubitzky 2002, A. (Pallandrena) christineae sp. n., A. (Pallandrena) scheuchli sp. n., A. (Simandrena) heinzi sp. n. and A. lehmanni Schönitzer & Dubitzky 2002. Die folgenden zwei Taxa wurden in den Status einer Art erhoben: A. eburnea Warncke, 1975 stat. n. and A. impasta Warncke, 1975 stat. n. Die folgende Untergattung wurde zur Gattung erhoben: Cubiandrena Warncke, 1968 stat. n. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Phylogenie der Anthophorini untersucht. Die Anthophorini stellen eine der größten Triben von mittelgroßen bis großen, nestbauenden Bienen der Unterfamilie Apinae dar, und umfassen etwa 710 Arten aus sieben Gattungen. Die kladistische Analyse der Anthophorini basierte auf 51 morphologischen Merkmalen und umfasste 26 Innengruppen-Taxa, welche alle bekannten Gattungen und die wichtigsten Untergattungen der Tribus repräsentierten. Als Außengruppe wurde Centris verwendet. Die Analyse resultierte in zwei MPTs mit einer Länge von 132 Schritten. Die folgende Baumtopologie auf Gattungsebene konnte festgestellt werden: ((Habrophorula, Elaphropoda) (Habropoda (Deltoptila (Pachymelus (Amegilla, Anthophora))))). Eine zweite, von manchen Autoren vertretene Tribus, die Habropodini, konnte nicht bestätigt werden, da diese ein paraphyletisches Taxon bildet. Die Monophylie der Anthophorini sowie all ihrer Gattungen wurde bestätigt. Basierend auf den Ergebnissen der kladistischen Analyse und den biogeographischen Daten der Anthophorini wurde eine mögliche Hypothese zur Evolution der Anthophorini entwickelt. Demnach entwickelten sich alle Anthophorini-Gattungen, abgesehen von Anthophora und Amegilla, die frühestens im Oligozän entstanden sein dürften, wahrscheinlich bereits in der späten Kreidezeit. Der nordliche Teil Südostasiens (Indien bis Südost China) kann als wahrscheinlichster Ursprungsort und als Radiationszentrum der Anthophorini angesehen werden, da in dieser Region die meisten Gattungen sowie die ursprünglichsten Vertreter dieser Tribus vorkommen. Amerika wurde wahrscheinlich dreimal unabhängig von Vertretern der Anthophorini besiedelt: Von Habropoda (Obere Kreide bis Tertiär), von einem Deltoptila-ähnlichen Vorfahren (Obere Kreide bis Tertiär) und von Anthophora (Tertiär bis Quartär). Die rezente Verbreitung von Deltoptila und Pachymelus impliziert, daß die Evolution dieser Gattungen höchstwahrscheinlich auf Vikarianzereignisse zurückzuführen ist, während die Verbreitung aller anderen Gattungen auf einfachen verbreitungsdynamischen Prozessen wie Ausbreitung (Habropoda, Anthophora, Amegilla) oder Isolation (Elaphropoda, Habrophorula) aufgrund ökologischer oder abiotischer (klimatischer) Faktoren beruhen dürfte. Darüber hinaus wurde die Phylogenie der Gattung Habropoda, welche weltweit etwa 60 Arten umfasst, näher untersucht. Eine durchgeführte kladistische Analyse 25 paläarktischer und orientalischer Habropoda-Arten, welche alle wichtigen altweltlichen Gruppen dieser Gattung repräsentieren, basierte auf 41 morphologischen Merkmalen und ergab 3 MPTs mit einer Länge von 96 Schritten. Basierend auf dem Konsensus-Baum ergab sich folgende Baumtopologie auf Untergattungsebene: (Fulvohabropoda ((Oculhabropoda, Phyllohabropoda) (Zonhabropoda, Habropoda s. str.))). Wahrscheinlich entwickelten sich die Hauptlinien von Habropoda bereits in der Oberen Kreide im nördlichen Teil Südostasiens. Die beginnende Auffaltung des Himalayas im Eozän hat dann möglicherweise eine Trennung der Gattung in eine paläarktische (Habropoda s. str., Zonhabropoda) und eine orientalische (alle anderen Untergattungen sowie isoliert stehende Arten) Entwicklungslinie bewirkt und wahrscheinlich eine verstärkte Radiation innerhalb der Untergattung Fulvohabropoda ausgelöst. Das Vorkommen von Zonhabropoda in Ostasien scheint sekundär zu sein und ist höchstwahrscheinlich auf jüngere Ausbreitungsprozesse entlang der asiatischen Steppen nordlich des Himalayas zurückzuführen. Während der Isolation entstandene klimatische Anpassungen verhinderten möglicherweise die Ausbreitung von Zonhabropoda in Richtung Südostasien. Im Rahmen einer Revision der taiwanesischen Habropoda-Arten und ihrer parasitoiden Kuckucksbienen aus der Gattung Tetralonioidella wurde außerdem die Koevolution zwischen den Vertretern dieser beiden Bienengattungen anhand ihrer jahreszeitlichen und höhenabhängigen Verbreitungsmuster untersucht. Die folgenden Taxa aus den Gattungen Habropoda und Tetralonioidella wurden als neu für die Wissenschaft beschrieben: Fulvohabropoda subgen. n., Oculhabropoda subgen. n., Phyllohabropoda subgen. n., Zonhabropoda subgen. n.; Habropoda (Phyllohabropoda) christineae sp. n., Habropoda (Phyllohabropoda) sinensis taiwana ssp. n. and Tetralonioidella heinzi sp. n.. Tetralonioidella himalayana formosana stat. n. wurde in den Rang einer Unterart gestuft und für Habropoda tainanicola tainanicola Strand, 1913 wurde ein Lectotypus designiert.

Das Ziel vorliegender Arbeit war, das Repertoire der Lautäußerungen der Chinchillas im Sozialverband darzustellen. Dazu wurden 26 Chinchillas, 13 ♂ und 13 ♀ in dreidimensional gestalteten Volieren in familiären Gruppen von zwei bis sieben Tieren gehalten. Die adulten Tiere hatten ein Alter von ein bis zwanzig Jahren. Während der Versuchszeit wurden zehn Jungtiere in fünf Würfen geboren. Die Lautäußerungen der Chinchillas wurden mit Hilfe dreier Elektret - Mikrophonkapseln (Firma Conrad®) über einen Universalvorverstärker (Firma Conrad®) auf drei Direktkanälen des Racal - Recorders auf Magnettonbänder aufgezeichnet. Die auf Magnetband aufgenommenen Laute wurden mit der Software Avisoft SasLabPro (Raimund Specht®) Version 2.0 digitalisiert. Aus den Digitalisierungen wurden dann Sonagramme als Intensitäts - Frequenz - Zeit - Diagramme, erstellt. Anhand der Sonagramme wurden zunächst Einzellaute nach bestimmten Parametern (Zeiten, Intensitäten und Frequenzen) und Charakteristika im Aussehen des Bandenmusters bestimmt. Anschließend wurde die Zusammensetzung der Einzellaute zu Lautfolgen untersucht. Die ethologischen Beobachtungen wurden als „Behaviour sampling“ und „Continuous recording“ nach MARTIN und BATESON (1986) durchgeführt. Es wurden 1851 Laute auf Tonband registriert. Alle gemessenen Lautäußerungen lagen im Frequenzbereich von 0 Hz bis 11 kHz. Das Vorkommen von Ultraschalllauten wurde nicht untersucht. Die in dieser Arbeit analysierten Lautäußerungen waren sowohl tonal als auch geräuschhaft. Alle Laute zeigten im Sonagramm eine typische Struktur, aufgrund der sie gut unterschieden werden konnten. Die Grundfrequenz aller tonalen Lautäußerungen erstreckte sich im Bereich von 172 Hz - 1808 Hz. Eine Ausnahme stellt der „Schrei“ mit einer Grundfrequenz von 1550 Hz - 3703 Hz dar. Die höchsten Frequenzwerte lagen zwischen 1 kHz und 11 kHz. Hinsichtlich der Struktur konnten 10 verschiedene Lautäußerungen charakterisiert werden. Sie wurden den Verhaltensfunktionskreisen Erkundungsverhalten, Feindvermeidung, Sexualverhalten und Sozialverhalten, darunter Sozialkontakt und agonistisches Verhalten (defensiv und offensiv), zugeordnet. Der der Feindvermeindung zugeordnete „Alarmruf“ besteht aus einer homotypen, rhythmischen Lautfolge von bis zu elf Einzellauten. Beim Erklingen des „Alarmrufs“ verlassen die Chinchillas aller Volieren den Bodenbereich und fliehen auf oder in die Schlafhäuser. Dem defensiven agonistischen Verhalten konnten zwei Lautäußerungen, der „Schnalzlaut“ und der „Abwehrlaut“ zugeordnet werden, die beide als Einzellaut, aber auch gemeinsam als heterotype Lautfolge verwendet werden. Der „Schnalzlaut“ ist ein breitbandiges Signal, das bei direktem, als unangenehm empfundenem Körperkontakt gegenüber einer anderen Chinchilla geäußert wird, wobei gleichzeitig der Kopf geschüttelt wird. Der „Abwehrlaut“ wird über Distanz benutzt und soll den Empfänger dazu anhalten sich zu entfernen oder den bisherigen Abstand einzuhalten. Sowohl der „Schrei“ als auch das „Zähneknirschen“ wurden in den Kontext des offensiven agonistischen Verhaltens eingeordnet. Der „Schrei“ ist ein schriller, lauter Einzellaut mit deutlich höherer Grundfrequenz als alle anderen Laute. Er wird v.a. von weiblichen Chinchillas mit Nachwuchs gegenüber anderen Weibchen eingesetzt. Das mechanisch erzeugte „Zähneknirschen“ wird in homotyper Lautfolge als Drohung z.B. an der Reviergrenze benutzt. Der „Lockruf“ ist ein Kontaktlaut zwischen adulten Chinchillas. Wird diese Lautfolge von meist zwei bis fünf Einzellauten von einer Chinchilla in verschiedenen Verhaltenssituationen geäußert, kommen andere Gruppenmitglieder herbeigelaufen. Weiter wurden zwei Kontaktlaute zwischen jungen und adulten Chinchillas in dieser Arbeit dargestellt, der „Sauglaut“ und der „Jungtierkontaktlaut“. Der „Sauglaut“ wird als homotype Lautfolge während des Saugens an der Mutter geäußert, wodurch das Muttertier still sitzen bleibt. Der „Jungtierkontaktlaut“ wird ebenfalls als homotype Lautfolge, mit stark frequenzmodulierten Einzellauten geäußert. Die Äußerung des „Jungtierkontaktlauts“ wurde bei Naso - Nasalkontakt mit und während der Analstimulation durch adulte Chinchillas beobachtet. Die Nutzung des „Sauglauts“ endete mit der Entwöhnung der Jungtiere mit sechs Wochen, die des „Jungtierkontaktlauts“ im Alter von zehn Wochen. Der dem Erkundungsverhalten zugeordnete „Positionslaut“ wird in homotypen Lautfolgen von bis zu 28 Einzellauten und in heterotypen Lautfolgen v.a. mit dem „Lockruf“ genutzt. Dieser individuell modulierte Laut soll den Chinchillas einer Gruppe anzeigen, wo sich das lautäußernde Tier in der Voliere befindet. Als eine aus drei Einzellauttypen bestehende heterotype Lautfolge wurde der „Sexuallaut“ in den Verhaltenskontext Sexualverhalten eingeordnet. Er wird zusammen mit einer seitlichen Schwanzbewegung und der Abgabe eines typischen Duftstoffs sowohl von männlichen als auch weiblichen Chinchillas vor dem Geschlechtsakt geäußert. Alle in dieser Arbeit dargestellten Lautäußerungen können auf der beigelegten CD-ROM angehört werden. Gleichzeitig können die entsprechenden Spektrogramme der Lautäußerungen betrachtet werden. Das Lautäußerungsrepertoire der Chinchillas enthält noch weit mehr Laute, die aber in vorliegender Arbeit, z.T. aufgrund der verwendeten Methodik, nicht dargestellt werden konnten. Es sind weitere Studien notwendig um Feinheiten sowohl in der Struktur der Lautäußerungen als auch im Verhalten zu untersuchen.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion ausgesuchter Aminosäuren in der archaealen Protonenpumpe Bacteriorhodopsin (BR) bei der Entstehung der zweidimensional kristallinen Purpurmembran (PM) in Halobacterium salinarum untersucht. Mittels gerichteter Mutagenese wurden aromatische Gruppen (W12, Y64, W80) gegen andere Reste ausgetauscht und die mutierten Gene homolog exprimiert. Die Tryptophanmutationen hatten dabei eine drastische Störung der PM-Bildung zur Folge, was auf wichtige Wechselwirkungen mit Lipidmolekülen schließen ließ. Insbesondere der Tryptophanrest W80, der mit dem Phythanylrest eines Glykolipids im Zentrum des Trimers wechselwirkt, zeigte seine essentielle Bedeutung für die PM-Bildung. Eine Abhängigkeit der PM-Bildung von der vorhandenen BR-Menge und Wachstumsphase konnte beim Wildtyp (WT) ausgeschlossen werden. Gefrierbruchelektronenmikroskopische Aufnahmen von ganzen Zellen zeigten bei der Mutante BR-W12I zahlreiche kleinere kristalline Bereiche auf der Oberfläche, während die Zellen mit BR-W80I nahezu keine geordneten Flächen aufwiesen. Mit Hilfe von Rotationsdiffusionsmessungen in Vesikeln und Elektronenspinresonanz(ESR)-Spektroskopie von spinmarkierten Cysteinmutanten wurde eine Zunahme der Mobilität der markierten Seitenketten und des mittleren Abstands der BR-Moleküle nachgewiesen. Lichtinduzierte Proteinvernetzung zeigte eine deutliche Auflockerung der kristallinen Struktur der mutierten BR-Moleküle in der Zellmembran, vor allem bei BR-W80I. Die Funktion von BR als Protonenpumpe wurde durch die Mutationen nicht beeinträchtigt, ebenso wurde keine durch die PM bewirkte höhere Photophosphorylierungsrate in den Zellen nachgewiesen, weshalb eine Begünstigung dieser Prozesse als Erklärung für die in vivo- Kristallisation ausgeschlossen wurde. Der Einfluß der Mutationen auf die spektroskopischen Eigenschaften war vergleichsweise gering. Jedoch bot die Abnahme der Lichtadaptationsfähigkeit und Zunahme des Anteils an inaktiven 9- und 11-cis-Retinalisomeren in lichtadaptierten Proben eine plausible Erklärung für die Bildung der kristallinen PM. Die Bildung des 9-cis-Isomeren führt zur Spaltung der Bindung zwischen Retinal und dem Protein. Dies wurde durch Belichtung von Zellen mit BR-W80I nachgewiesen, die innerhalb weniger Stunden ihren aktiven Chromophor in BR verloren. Demnach wird durch die kristalline Anordnung von BR die thermoreversible Isomerisierung von all-trans- zu 13-cis-Retinal so stark bevorzugt, dass die funktionelle Stabilität des Proteins gewährleistet ist. Dies erklärt den evolutionären Vorteil des kristallinen Form des BR als Purpurmembran. Das Vorkommen von zweidimensionalen Kristallen von Halorhodopsin (HR) mit hexagonaler Ordnung im Überexpressionsstamm D2 wurde mittels Gefrierbruchelektronenmikroskopie nachgewiesen. Eine ähnliche Anordnung wurde in 3D-Kristallen gefunden, die im Rahmen dieser Arbeit durch Aufreinigung des Proteins und Kristallisation in kubischen Lipidphasen erhalten wurden (Kolbe et al., 2000). Damit wurde gezeigt, dass in den 3D-Kristallen von HR die gleiche Anordnung wie in der Zellmembran auftreten kann. Dies ließ auch auf eine physiologische Relevanz des Palmitatmoleküls schließen, das im Innern des HR-Trimers in der Kristallstruktur gefunden wurde. Die Affinität dieser Fettsäure zu HR wurde durch Markierung der Zellen mit 3H-Palmitat untersucht. Aus diesen Experimenten ging hervor, dass die Affinität der Palmitinsäure zu HR im Vergleich zu BR nicht höher ist. Eine BR-Mutante, die in einer nichtkristallinen Anordnung vorlag, wurde als Kontrolle verwendet. Es wurde ein Vektor konstruiert, der die Klonierung und homologe Expression von Genen für lösliche Proteine als Fusionsprotein am C-terminus von BR ermöglicht. Dies wurde mit dem Gen für das Ferredoxin von H. salinarum erfolgreich durchgeführt. Die rasche Aufreinigung der entstandenen PM mittels Zentrifugation in einem Saccharosedichtegradienten führte zu einer einfachen Abtrennung von einem Großteil anderer Proteine. Durch Einführung spezifischer Proteaseschnittstellen wurde auch eine Spaltung des Fusionsproteins ermöglicht. Die Koexpression löslicher Proteine mit BR in der PM bietet enorme Vorteile aufgrund der hohen Expressionsrate des Bacterioopsingens (bop), der Induzierbarkeit des bop-Promoters, die einfache Aufreinigung und der Möglichkeit zur Expression von Mutanten von essentiellen Genen ohne deren vorherige Deletion. Die Eignung dieses Systems für die einfache Isolierung von löslichen Proteinen als Fusionsprotein mit BR wurde im Rahmen dieser Arbeit bestätigt.