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In dieser SHORT-Folge von Nize2Know geht es um ein zentrales Thema: Warum ist die Wasseranalyse so wichtig? Du erfährst, wie du durch die regelmäßige Kontrolle von Leitwert und pH-Wert den Zustand deiner Anlage überwachen und potenzielle Probleme frühzeitig erkennen kannst – von stabilisierten pH-Werten bis hin zu unerwünschter Luft im System. Außerdem betonen wir, wie wichtig eine sorgfältige Dokumentation der Ergebnisse ist, damit Nachfolger und Kollegen optimal informiert sind. Hör jetzt rein und bring dein Wissen auf den neuesten Stand! Schreibe uns dein Feedback gerne an info@nize2know.de und besuche unsere Website.
Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 07/07
Die Metallionen der seltenen Erden wurden in der Tierernährung seit einigen Jahrzehnten immer wieder als Leistungsförderer diskutiert. In China wurden enorme Steigerungen der Leistung bei verschiedensten Species einschließlich von Kulturpflanzen erreicht. In den bisher unter westlichen Bedingungen durchgeführten Studien wurden sehr widersprüchliche Ergebnisse erzielt, die häufig nicht wiederholbar waren, ohne dass Gründe dafür offensichtlich wurden. In einer Studie an Ratten sank der Kot-pH-Wert nach Zugabe seltener Erden signifikant ab, und gleichzeitig stieg die scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe. In einer Folgearbeit konnten weder das Absinken der Kot-pH-Werte noch die Verbesserung der Nährstoffverdaulichkeit reproduziert werden. In einer älteren In-vitro-Studie wurde gezeigt, dass seltene Erden vor allem bei sauren pH-Werten selektiv antimikrobiell wirken. Daher wurde die Arbeitshypothesen aufgestellt, dass (1) die seltenen Erden unter bestimmten Fütterungsbedingungen durch eine selektive Beeinflussung des Mikrobioms im Gastrointestinaltrakt zu einer vermehrt säurebildenden Mikroorganismenpopulation führen könnten und die seltenen Erden unter diesen Bedingungen ihre Wirkung zeigen. Es wurde erwartet, dass es dadurch zu besseren Mastleistungsparametern und verbesserten scheinbaren Verdaulichkeiten kommt. Alternativ kommt die Hypothese in Betracht, dass (2) die seltenen Erden nur bei einem infolge der Futterzusammensetzung bereits induzierten sauren Milieu im Gastrointestinaltrakt selektiv antimikrobiell wirken und dadurch die scheinbaren Verdaulichkeiten und die Mastleistungsparameter positiv beeinflussen. In der dazu durchgeführten Versuchsreihe resultierte die Fütterung seltener Erden nicht in einer systematischen Veränderung der Verdaulichkeit der Nährstoffe. Es gab zwar gelegentlich statistisch signifikante Differenzen, die jedoch nicht immer gleichsinnig waren, und die keine biologisch bedeutende Größenordnung erreichten. Bei der Anwendung des Lucas-Test (Plotten des aufgenommen Nährstoffs gegen den scheinbar verdauten Nährstoff) bzw. des modifizierten Lucas-Test (Plotten der Aufnahme des Nährstoffs gegen den faecal ausgeschiedenen Nährstoff) konnten keinerlei systematische Effekte der seltenen Erden auf die Verdaulichkeit der Nährstoffe gezeigt werden. Anhand des Lucas-Tests wurden die folgenden wahren Verdaulichkeiten ermittelt: Rohprotein 88,5 %, Calcium 67,7 %, Phosphor 71,1 %, Natrium 94,4 %, Kalium 97,5 %, Kupfer 35,8 %, Magnesium 51,3 %, Mangan 25,5 %, Zink 51,6 %, Eisen 51,1 %. Zwischen den Kot-pH-Werten in der Versuchs- und Kontrollgruppe bestanden keine systematischen Unterschiede (Arbeitshypothese (1)). Der am stärksten saure pH-Wert im Kot betrug 6,34 bei der Fütterung des Glukose I-Futters. Eine gezielte Beeinflussung des pH-Wertes im Chymus und Kot durch verschiedene Studienfuttermittel (Glukose, Laktose, Trockenschnitzel und Erbsenprotein) konnte nicht erreicht werden. Daher war die Arbeitshypothese (2) nicht überprüfbar. Auffällig war, dass die Futteraufnahme der weiblichen Tiere in der Versuchsgruppe durchgehend signifikant höher war als die der weiblichen Kontrolltiere, ohne dass es deshalb zu signifikanten Differenzen in der korrespondierenden Gewichtsentwicklung kam. Eine Erklärung wie zum Beispiel eine unterdurchschnittliche Verdaulichkeit der Energie bei diesen Tieren gab es nicht. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sprechen dagegen, dass die Effekte seltener Erden auf die Mastleistungsparameter über selektiv antimikrobielle Effekte im Gastrointestinaltrakt und Verbesserungen der Verdaulichkeiten vermittelt werden.
Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 05/19
Die vorliegende Arbeit untersucht die Genotoxizität des Tabakalkaloids Myosmin mit Hilfe des Comet-Assays in der humanen Ösophagus-Adenokarzinomzelllinie OE33. Der Comet-Assay weist in seiner alkalischen Form Einzel- und Doppelstrangbrüche der DNA, sowie alkalilabile Stellen und DNA-Fragmente, die bei der Excisionsreparatur entstehen nach. Als wichtigster Risikofaktor für die Entstehung von Adenokarzinomen im Ösophagus gilt der Barrett-Ösophagus, bei dem es durch Reflux von Säure und Duodenalinhalten aus dem Magen zu Entzündungen kommt. Um die so im Ösophagus auftretenden Bedingungen abzubilden, wurden die OE33-Zellen zum einen bei sauren pH-Werten mit Myosmin allein oder gleichzeitig mit Myosmin und verschiedenen reaktiven Spezies behandelt. Dies führte zu einer Steigerung der durch Myosmin verursachten, im Comet-Assay nachweisbaren DNA-Schäden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Myosmin die Reparatur methylierter DNA in OE33-Zellen hemmt. Die genotoxische Wirkung von Myosmin beruht wahrscheinlich auf der Induktion von 4-Hydroxy-1-(3-pyridyl)-1-butanon (HPB) freisetzenden DNA-Addukten. Diese Addukte werden außerdem von den als kanzerogen für den Menschen eingestuften Tabakspezifischen Nitrosaminen 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK) und Nitrosonornicotin (NNN) verursacht. Myosmin kann zum einen zu NNN nitrosiert werden, das nach metabolischer Aktivierung HBP-Addukte verursachen kann. Darüber hinaus kann es durch Nitrosierung bzw. Peroxidierung aber auch direkt zu reaktiven Metaboliten umgesetzt werden, die HPB-Addukte bilden.
Fakultät für Biologie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/06
Das Cad-System von Escherichia coli gehört zu den pH-induzierbaren Aminosäure-Decarboxylase- Systemen. Der Aktivator des Cad-Systems ist der membrangebundene Transkriptionsregulator CadC. CadC ist gleichzeitig Sensor für die Umweltreize pH und Lysin, und Effektorprotein, das die Expression des cadBA-Operons induziert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden der molekulare Mechanismus der transkriptionellen Aktivierung des cadBA-Operons durch CadC und verschiedene Modelle für die Aktivierung eines membranintegrierten Transkriptionsaktivators untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit konnten durch Footprint-Analysen innerhalb der regulatorischen Region des cadBA-Operons die zwei CadC-Bindestellen Cad1 (erstreckt sich von bp -150 bis -112, relativ zum Transkriptionsstart des cadBA-Operons) und Cad2 (bp -89 bis -59) identifiziert werden. DNA-Bindeexperimente in vitro zeigten, dass CadC mit einer höheren Affinität an Cad1 als an Cad2 bindet. Die Affinität von CadC zu Cad1 und Cad2 wurde durch unterschiedliche pH-Werte oder durch Lysin und Cadaverin nicht signifikant beeinflusst. Die Analyse der Bindestellen Cad1 und Cad2 in vivo ergab, dass das Vorhandensein beider Bindestellen für die Induktion der cadBA-Expression durch Lysin und einen niedrigen externen pH-Wert essentiell ist. Desweiteren wurde die Repression des cadBA-Operons unter nicht-induzierenden Bedingungen durch den globalen Repressor H-NS untersucht. Deletionsanalysen der regulatorischen Region des cadBA-Operons indizierten zwei H-NS-Bindestellen stromaufwärts der CadC-Bindestellen. Rechner-gestützte Sequenzanalysen legten die Existenz von zwei weiteren H-NS-Bindestellen nahe, die mit den CadC-Bindestellen und der -35/-10-Region von PCad überlappen. In hns- Deletionsstämmen war die cadBA-Expression sowohl unter induzierenden als auch unter nicht-induzierenden Bedingungen signifikant erhöht. Für die Aktivierung des cadBA-Operons war CadC essentiell. Biochemische und molekularbiologische Untersuchungen zum Oligomerisationszustand von CadC indizierten, dass CadC Tetramere ausbildet. Die periplasmatische Domäne war für die Oligomerisierung von CadC essentiell. Die Tetramere traten sowohl unter induzierenden als auch unter nicht-induzierenden Bedingungen auf. Daher scheint eine Aktivierung von CadC durch eine Oligomerisierung von CadC-Monomeren, die durch Umgebungsbedingungen wie den pH-Wert und die Lysin-Konzentration moduliert wird, unwahrscheinlich. Basierend auf den oben angeführten Daten wurde ein Modell für die transkriptionelle Aktivierung des cadBA-Operons entwickelt. Demzufolge bildet H-NS unter nicht-induzierenden Bedingungen innerhalb der regulatorischen Region des cadBA-Operons einen Repressionskomplex. Unter induzierenden Bedingungen bindet CadC als Tetramer zunächst an die Bindestelle Cad1, wodurch die anschließende Bindung an Cad2 erleichtert und stabilisiert wird. Durch die Bindung von CadC wird der H-NS vermittelte Repressionskomplex aufgelöst, wodurch eine Interaktion der RNA-Polymerase mit der -35/-10-Region von PCad und die cadBA-Transkription ermöglicht werden. Verschiedene membranintegrierte Transkriptionsfaktoren in eukaryontischen Zellen werden durch eine Regulierte Proteolyse (RP) aktiviert. Biochemische und molekularbiologische Untersuchungen zum molekularen Mechanismus des membran-integrierten Transkriptionsaktivators CadC ergaben bisher keine Hinweise darauf, dass CadC unter induzierenden Bedingungen durch einen Mechanismus ähnlich den der Regulierten Proteolyse aktiviert wird. Um die Funktion der Transmembrandomäne und der periplasmatischen Domäne für die Aktivierung von CadC genauer zu analysieren, wurden verschiedene C-terminal verkürzte CadC-Derivate hinsichtlich ihrer Funktionalität untersucht. Dabei zeigte sich, dass eine Membranassoziation oder -integration von CadC für die Induktion der cadBA-Expression notwendig war. Desweiteren war die periplasmatische Domäne für die CadC-Aktivierung essentiell. In Zusammenarbeit mit dem Department für Physik der LMU München wurde ein in silico Modell für die Regulation der cadBA-Expression erstellt. Zur Überprüfung des Modells wurde die Expression des Cad-Systems während einer simulierten Magen-Passage in vivo analysiert. Die experimentellen Daten stimmten mit dem Modell sehr gut überein. Das Modell ist also in der Lage, die in vivo-Daten zu abzubilden. Ein weiterer Aspekt dieser Arbeit war die Untersuchung der genauen physiologischen Funktion des Cad-Systems. Es konnte nachgewiesen werden, dass das Cad-System eine wichtige Funktion für die Säureresistenz von E. coli bei extremen Säurestress bei pH-Werten
Fakultät für Chemie und Pharmazie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06
Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Möglichkeit und den Strategien zur Herstellung von Delayed Release-Systemen in Abhängigkeit von Wirkstoffeigenschaften. Dabei diente das Prinzip eines durch Sprengmittelquellung verursachten Aufplatzens des Filmüberzuges als Basis für eine zeitlich verzögerte Wirkstofffreisetzung von Hydrocortison sowie von Aminophyllin. Als Grundlage wurden Formulierungen für Tabletten, die einerseits eine hohe Stabilität für den anschließenden Wirbelschichtprozess und andererseits eine rasche Freisetzung des Wirkstoffes sicherstellen, untersucht. Außerdem wurden Pellets mit vergleichbaren Freisetzungen hergestellt. Ein besonderes Interesse galt der vergleichenden Untersuchung der Einflüsse verschiedener Filmbildner auf die Verzögerung der Freisetzung von Hydrocortison als hydrophobem Wirkstoff gegenüber dem hydrophilen Arzneistoff Aminophyllin aus Tabletten. Die Tabletten und Pellets wurden mit magensaftresistentem Filmbildner überzogen, um die Freisetzung durch den pH-Wert zu steuern. Ferner wurde der Einfluss von Viskosität und von lipophilen Zusätzen bei wässrig aufgebrachten Hydrogelbildnern auf die Verzögerung der Freisetzung vergleichend untersucht. Weiterhin wurden vier wasserunlösliche Polymere untersucht, von denen zwei Cellulosederivate darstellen und zwei aus der Gruppe der vollsynthetischen Polymethylmethacrylat- Derivate stammen. Ferner wurden organische Filmlösungen und wässrige Dispersionen, unterschiedliche Weichmacher und Porenbildner sowie Antiklebemittel und der Einfluss thermischer Nachbehandlung miteinander verglichen. Außerdem waren Freisetzungsuntersuchungen in unterschiedlichen Medien zum Vergleich der unterschiedlichen Darreichungsformen in Hinblick auf eine abzuschätzende in-vitro/in-vivo-Beziehung von Bedeutung. Wichtig war ferner die Lagerstabilität der Freisetzungen und die chemische Stabilität der Wirkstoffe nach Lagerung bei definierten Temperaturen über bis zu 2 Jahren. Untersuchungen zur chronopharmakologischen Arzneistoffapplikation von Hydrocortisonhemisuccinat mittels elektronischer Infusionspumpen wurden als weitere Möglichkeit für eine verzögerte Freisetzung einbezogen. Im wesentlichen ergaben sich folgende Befunde: 1. Für hohe Wirkstoffdosen mit schwer verpressbaren Substanzen stellt die Formulierung einer Tablette, die eine große Härte aufweist und dennoch eine rasche Freisetzung des Wirkstoffes gewährleistet, eine besondere Aufgabe dar. Mit Mannit und Explotab® als Sprengmittel konnten Tabletten mit Aminophyllin und ebenso auch mit Hydrocortison in niedriger Dosierung hergestellt werden. Ferner wurde ein Einfluss des Sprengmittelanteils auf die Verzögerung der Freisetzung von überzogenen Tabletten festgestellt. 2. Eudragit S100, ein Filmbildner, der sich bei einem Schwellen-pH-Wert von etwa 7,5 löst, ergab für Hydrocortisontabletten Überzüge, die nach Herstellung bei sauren pH-Werten bis einschließlich pH 7,0 stabil waren, jedoch nach einer Lagerung von 12 Monaten ihre Stabilität verloren. Gleiches galt für Hydrocortisonpellets, die jedoch bereits nach kürzerer Lagerung instabil wurden. Als Ursache konnte eine Verflüchtigung des Weichmachers nachgewiesen werden. Mit dem hydrophilen basischen Aminophyllin war es nicht möglich, säureresistente Tabletten, die über pH 6,0 stabil waren, herzustellen. 3. Bei der Herstellung von Überzügen spielt der Zeitaufwand eine entsprechende Rolle. Für Überzüge mit hochviskosen quellenden Substanzen wird eine lange Phase der Quellung und Lösung der Filmbildner für die Überzugszubereitung sowie für den Wirbelschichtprozess benötigt. Durch Zusatz von lipophilen Stoffen konnte sowohl die Prozesszeit verringert als auch die Verzögerung der Freisetzung erhöht werden. Besonders wirtschaftlich ist die Verwendung von mittelviskoser Methocel® K4M und 40 % Cetylalkohol. Die Überzüge sind für Hydrocortison gut, für Aminophyllin wegen der Diffusion durch den Film ungeeignet. In verschiedenen Freisetzungsmedien wurden stark unterschiedliche Verzögerungen festgestellt. Eine sehr gute Lagerstabilität war gegeben. 4. Ethylcellulose ist sowohl als organische Lösung als auch als wässrige Dispersion aufgetragen für Hydrocortison- und Aminophyllintabletten gleichermaßen geeignet. Ein Porenbildneranteil von 10 % Hydroxypropylmethylcellulose K4M im Filmüberzug ist für eine reproduzierbare Verzögerung von fünf Stunden ideal. Polyethylenglykol als Porenbildner erwies sich als ungeeignet. Einsatz des hydrophilen Weichmachers Triethylcitrat ergab nach Ermittlung einer geeigneten Konzentration bei gleichen Schichtdicken längere Verzögerungszeiten als lipophiles Acetyltributylcitrat. Dagegen war bei Verwendung von lipophilem Weichmacher die Freisetzungsstabilität über zwei Jahre besser. Durch die Schichtdicke konnte die Verzögerungszeit eingestellt werden. Ferner ist die Abhängigkeit der Freisetzung vom Freisetzungsmedium sehr gering. 5. Mittels Hochdruckhomogenisation konnten wässrige Dispersionen mit Celluloseacetat hergestellt werden, deren Teilchengröße mit im Handel befindlichen Dispersionen anderer Polymere vergleichbar waren. Mit Triethylcitrat als Weichmacher und Methocel® als Porenbildner eigneten diese sich für Hydrocortisontabletten gut. Aminophyllin wurde hingegen durch Diffusion schon vor dem Aufplatzen freigesetzt. Hohe Zeitunterschiede mit dem Faktor 3 wurden bei den Freisetzungsuntersuchungen in verschiedenen Medien festgestellt. Bei Lagerung kam es nach 12 Monaten zu einer Verlängerung der verzögerten Freisetzung. 6. Eudragit RS-Film ist mit 10 % Porenbildner Methocel® K4M für Hydrocortisontabletten sehr gut geeignet. Mit kurzen Prozesszeiten und geringen Schichtdicken wurden lange Verzögerungen der Freisetzung erreicht. Die Freisetzungszeiten t60% variierten allerdings in verschiedenen Medien um den Faktor 2, wobei diese nach Lagerung über 12 Monate stabil waren. Aminophyllin dagegen interagiert als ionische Substanz mit dem ebenfalls ionischen Filmbildner und wurde durch Diffusion durch die Filmmembran freigesetzt und ist daher unter diesen Bedingungen für solche Überzüge ungeeignet. 7. Das Polymer Eudragit NE eignet sich in Kombination mit dem Porenbildner Methocel ® K4M gegenüber dem Porenbildner Polyethylenglykol 20.000 sehr gut für die Befilmung von Hydrocortisontabletten, da bei kurzen Herstellungszeiten lange Verzögerungszeiten eingestellt werden konnten. Jedoch verdoppelte sich die Verzögerungszeit in verschiedenen Freisetzungsmedien, während die Lagerstabilität sehr gut war. Für Aminophyllin ist Eudragit NE ungeeignet. Die Tabletten blähten sich im Freisetzungsmedium auf und setzten den Wirkstoff durch Diffusion frei. 8. Ein wichtiges Kriterium für die Bewertung eines Filmbildners für ein Delayed Release- System stellt die Robustheit der Freisetzungseigenschaften in verschiedenen Freisetzungsmedien dar. Je unabhängiger von unterschiedlichen Ionenstärken und pH-Werten die Freisetzung erfolgt, desto besser ist auch eine Übertragung der in-vitro-Befunde auf in-vivo Bedingungen denkbar. Bei in-vivo Anwendung müssen zu den in-vitro Bedingungen noch weitere Parameter berücksichtigt werden wie die Motilität des Magen-Darm-Traktes sowie die Flüssigkeitsverhältnisse, ferner Enzyme, Gallensalze und Nahrungseinfluss. 9. Die thermische Nachbehandlung zur beschleunigten Nachverfilmung ist zwar für Aminophyllintabletten mit einer Gelbfärbung der Oberfläche verbunden, trägt jedoch bei allen Filmbildnern zu einer Verlängerung und Stabilisierung der Verzögerungszeit bei. 10. Die Wirkstoffe waren in allen Zubereitungen nach Lagerung von bis zu 24 Monaten bei 20 °C und 30 °C stabil. 11. Wie die vorliegenden Untersuchungen zeigen, sind Freisetzungseigenschaften von Wirkstoffen für Delayed Release-Systeme zur peroralen Anwendung in hohem Masse insbesondere von den physikalischen Eigenschaften der Wirkstoffe abhängig. Konstruktionen von Arzneiformen mit allgemeiner Anwendbarkeit sind deshalb in der Regel Wunschvorstellungen. 12. Die chemische Stabilität von Hydrocortisonhemisuccinat erwies sich bei der Verwendung in elektronischen Infusionspumpen als ausreichend. Auch die Dosierungsgenauigkeit der untersuchten Pumpen wies nur geringe Standardabweichungen auf. Eine Anwendung der Pumpen als Delayed Release-System für die zeitverzögerte parenterale Applikation anderer wasserlöslicher und ausreichend stabiler Arzneistoffe erscheint als möglich.