Creep and Quasi-Relaxation Examination of Artificially Aged Plasticized PVC

K

Vertical distribution of soil seed bank and the ecological importance of deeply buried seeds in alkaline grasslands

Background: Soil seed banks play a central role in vegetation dynamics and may be an important source of ecological restoration. However, the vast majority of seed bank studies examined only the uppermost soil layers (0-10 cm); hence, our knowledge on the depth distribution of seed bank and the ecological significance of deeply buried seeds is limited. The aim of our study was to examine the fine-scale vertical distribution of soil seed bank to a depth of 80 cm, which is one of the largest studied depth gradients so far. Our model systems were alkaline grasslands in East-Hungary, characterised by harsh environmental conditions, due to Solonetz soil reference group with Vertic horizon. We asked the following questions: (1) How do the seedling density and species richness of soil seed bank change along a vertical gradient and to what depth can germinable seeds be detected? (2) What is the relationship between the depth distribution of the germinable seeds and the species traits? Methods: In each of the five study sites, four soil cores (4 cm diameter) of 80 cm depth were collected with an auger for soil seed bank analysis. Each sample was divided into sixteen 5-cm segments by depth (320 segments in total). Samples were concentrated by washing over sieves and then germinated in an unheated greenhouse. Soil penetration resistance was measured in situ next to each core location (0-80 cm depth, 1-cm resolution). We tested the number and species richness of seedlings observed in the soil segments (N= 320), using negative binomial generalized linear regression models, in which sampling layer and penetration resistance were the predictor variables. We ran the models for morphological groups (graminoids/forbs), ecological groups (grassland species/weeds) and life-form categories (short-lived/perennial). We also tested whether seed shape index, seed mass, water requirement or salt tolerance of the species influence the vertical distribution of their seed bank. Results: Germinable seed density and species richness in the seed bank decreased with increasing soil depth and penetration resistance. However, we detected nine How germinable seeds of six species even in the deepest soil layer. Forbs, grassland species and short-lived species occurred in large abundance in deep layers, from where graminoids, weeds and perennial species were missing. Round-shaped seeds were more abundant in deeper soil layers compared to elongated ones, but seed mass and ecological indicator values did not influence the vertical seed bank distribution. Our research draws attention to the potential ecological importance of the deeply buried seeds that may be a source of recovery after severe disturbance. As Vertisols cover 335 million hectares worldwide, these findings can be relevant for many regions and ecosystems globally. We highlight the need for similar studies in other soil and habitat types to test whether the presence of deep buried seeds is specific to soils with Vertic characteristics

Co-seeding grasses and forbs supports restoration of species-rich grasslands and improves weed control in ex-arable land

Sowing is widely used for the restoration of species-rich grasslands but still there are knowledge gaps regarding the most suitable application of different seed mixtures. We tested the effect of seed mixtures application timing on the establishment of sown forbs and weed control. 36 experimental plots with nine sowing treatments were established in an abandoned cropland in Hungary. Grass-seeds, diverse forb seed mixture and the combination of the two were applied: diverse forb mixture was sown simultaneously or 1, 2 or 3 years after grass sowing, in plots sown previously with grass or in empty plots (fallows). All sowing treatments supported the rapid establishment of the sown species in large cover and hampered weed encroachment. Forbs performed better when sown into fallows than in grass-matrix and forbs establishment was worse in older fallows than in younger ones. Grasses expressed a strong priority effect, especially when forbs were sown at least two years later than grasses. We also investigated the relation between seed germinability, weather parameters and establishment success. Germination rate in the greenhouse could not predict the establishment success of forbs in the field and showed great differences between years, hence we recommend sowing target forbs in multiple years

Vertical distribution of soil seed bank and the ecological importance of deeply buried seeds in alkaline grasslands

Background: Soil seed banks play a central role in vegetation dynamics and may be an important source of ecological restoration. However, the vast majority of seed bank studies examined only the uppermost soil layers (0-10 cm); hence, our knowledge on the depth distribution of seed bank and the ecological significance of deeply buried seeds is limited. The aim of our study was to examine the fine-scale vertical distribution of soil seed bank to a depth of 80 cm, which is one of the largest studied depth gradients so far. Our model systems were alkaline grasslands in East-Hungary, characterised by harsh environmental conditions, due to Solonetz soil reference group with Vertic horizon. We asked the following questions: (1) How do the seedling density and species richness of soil seed bank change along a vertical gradient and to what depth can germinable seeds be detected? (2) What is the relationship between the depth distribution of the germinable seeds and the species traits? Methods: In each of the five study sites, four soil cores (4 cm diameter) of 80 cm depth were collected with an auger for soil seed bank analysis. Each sample was divided into sixteen 5-cm segments by depth (320 segments in total). Samples were concentrated by washing over sieves and then germinated in an unheated greenhouse. Soil penetration resistance was measured in situ next to each core location (0-80 cm depth, 1-cm resolution). We tested the number and species richness of seedlings observed in the soil segments (N= 320), using negative binomial generalized linear regression models, in which sampling layer and penetration resistance were the predictor variables. We ran the models for morphological groups (graminoids/forbs), ecological groups (grassland species/weeds) and life-form categories (short-lived/perennial). We also tested whether seed shape index, seed mass, water requirement or salt tolerance of the species influence the vertical distribution of their seed bank. Results: Germinable seed density and species richness in the seed bank decreased with increasing soil depth and penetration resistance. However, we detected nine How germinable seeds of six species even in the deepest soil layer. Forbs, grassland species and short-lived species occurred in large abundance in deep layers, from where graminoids, weeds and perennial species were missing. Round-shaped seeds were more abundant in deeper soil layers compared to elongated ones, but seed mass and ecological indicator values did not influence the vertical seed bank distribution. Our research draws attention to the potential ecological importance of the deeply buried seeds that may be a source of recovery after severe disturbance. As Vertisols cover 335 million hectares worldwide, these findings can be relevant for many regions and ecosystems globally. We highlight the need for similar studies in other soil and habitat types to test whether the presence of deep buried seeds is specific to soils with Vertic characteristics

Glomerular Collagen Deposition and Lipocalin-2 Expression Are Early Signs of Renal Injury in Prediabetic Obese Rats

Feeding rats with high-fat diet (HFD) with a single streptozotocin (STZ) injection induced obesity, slightly elevated fasting blood glucose and impaired glucose and insulin tolerance, and caused cardiac hypertrophy and mild diastolic dysfunction as published before by Koncsos et al. in 2016. Here we aimed to explore the renal consequences in the same groups of rats. Male Long-Evans rats were fed normal chow (CON; n = 9) or HFD containing 40% lard and were administered STZ at 20 mg/kg (i.p.) at week four (prediabetic rats, PRED, n = 9). At week 21 blood and urine samples were taken and kidney and liver samples were collected for histology, immunohistochemistry and for analysis of gene expression. HFD and STZ increased body weight and visceral adiposity and plasma leptin concentration. Despite hyperleptinemia, plasma C-reactive protein concentration decreased in PRED rats. Immunohistochemistry revealed elevated collagen IV protein expression in the glomeruli, and Lcn2 mRNA expression increased, while Il-1β mRNA expression decreased in both the renal cortex and medulla in PRED vs. CON rats. Kidney histology, urinary protein excretion, plasma creatinine, glomerular Feret diameter, desmin protein expression, and cortical and medullary mRNA expression of TGF-β1, Nrf2, and PPARγ were similar in CON and PRED rats. Reduced AMPKα phosphorylation of the autophagy regulator Akt was the first sign of liver damage, while plasma lipid and liver enzyme concentrations were similar. In conclusion, glomerular collagen deposition and increased lipocalin-2 expression were the early signs of kidney injury, while most biomarkers of inflammation, oxidative stress and fibrosis were negative in the kidneys of obese, prediabetic rats with mild heart and liver injury

Deformált Cu egykristályok mikroszerkezeti inhomogenitásának vizsgálata indentációs és EBSD mérések alapján

A szerkezetben szereplő rendellenességek vizsgálata nagyobb belátást enged nyerni az anyagok fizikai tulajdonságainak megértéséhez. A nanoindentációs mérésekkel meghatározható egy kicsi μm^3-es térfogat keménysége. A HR-EBSD segítségével meghatározható a geometriailag szükséges diszlokációk típusa és azok sűrűsége. Szakdolgozatom célja ez a két ismert, módszer alkalmazása és bemutatása deformált réz egykristályon. Továbbá a mérési eredmények közötti összehasonlítása és korrelációjának keresése

Glutathione-S-Transferase Induction of Tranquilizers in Certain Organs of Laboratory Animals and Livestock and New Neuroinformatic Methods in Effect Analysis

I Bevezetés A humán gyógyászati, az állatkísérleti, az állatorvosi valamint az állattenyésztési gyakorlatban egyaránt nagy jelentősséggel bírnak a gerincesek (vertebrata) központi idegrendszerére erős gátló hatást kifejtő, stresszoldó, agresszivitást csökkentő trankvillánsok, szorongást oldó anxiolitikumok, szedatívumok. Humán gyógyászatban a schizophreniák terápiájának legfontosabb gyógyszerei. A pszichotikus betegek izgatottsága, zavartsága csökken, a hallucináció és a téveszmék mérséklődnek vagy megszűnnek a neuroleptikus (antipszichotikus) gyógyszerekkel történő kezelés hatására. A vad, agresszív állatokat már kis adagok beadása megnyugtatja, könnyen kezelhetővé teszi, a természetes és a mesterségesen kiváltott dühösségi reakciókat, verekedő - támadó aktivitást kikapcsolják. Így kísérleti beavatkozások elvégezhetősége érdekében használják laborállatoknál (rágcsálók, nyúl, majom stb.). Széles körben alkalmazzák az állatgyógyászat és az állattenyésztés területén is. Kisebb, fájdalom nélküli de kellemetlen állatorvosi beavatkozások során az állatokat kezelhetővé teszik, vagy analgetikumokkal kombinálva fájdalmasabb beavatkozások is elvégezhetőek (neuroleptanalgesia). Használatukkal elkerülhetőek a kockázatosabb hypnoticumok és narkotikumok alkalmazása. Az állattenyésztésben főként a stressz (szállítás, mérlegelés, jelölés, karikázás, szarvtalanítás, körmözés stb.) negatív következményeinek csökkentésére, illetve az értékes példányok megóvása érdekében, valamint a gyógyszeres megfékezés eszközeként alkalmazzák. A stressz ugyanis súlyos negatív hatást gyakorolhat a homeosztázisra, így a szaporodásra, növekedésre, ellenálló képességre és egyéb termelési és tenyésztési paraméterekre. A trankvillánsoknak tehát komoly gazdasági jelentősége és létjogosultsága van az állattenyésztés területén is. Azonban a trankvillánsok −különösen a neuroleptikumok− jelentős számú kellemetlen és olykor veszélyes mellékhatással rendelkeznek (dyskinesiák, parkinsonismus, akatizia, agresszivitás, endokrin-, cardiovascularis-, antikolinerg-, haematológiai mellékhatások, szexuális funkciózavarok stb.). Ez hosszabb távon kihathat a test zsír és izom arány megváltozására, viselkedési zavarokat okozhat, csökkentheti a szaporodási mutatókat, stb. Használatuk lehetőségeit tovább szűkíti, hogy a haszonállatokban maradó szermaradványok mennyiségét fogyasztóvédelmi megfontolásból szigorúan korlátozzák. Az egészségügyi miniszter 2/1999. (II.5) EüM. rendelete valamint az Európai Parlament és a Tanács 2377/90/EGK rendelete szabályozza az állati eredetű élelmiszerekben az állatgyógyszer-maradványok maximális mennyiségét, beleértve a trankvilláns gyógyszerekét is. A kívánt biológia hatás eléréséhez bejuttatott gyógyszerek, −így az általam vizsgált vegyületek is−, testidegen anyagok (xenobiotikumok), amelyeknek a szervezetből való eltávolítására specifikus metabolizáló enzimek és transzportáló mechanizmusok alakultak ki a filogenézis során. A fokozott metabolizáció különböző mértékben megterheli az egyes szervek detoxifikációs mechanizmusait. Ezáltal kevesebb kapacitás jut az egyéb ártalmas tényezők elleni védekezésre. Csökkenti az állatok immunvédekezési teljesítményét ami kihathat a hasznos produkció minőségére és mennyiségére egyaránt. Az antipszichotikus és trankvilláns gyógyszereknek jelentős számú metabolitját azonosították. Nem ismert azonban minden intermedier illetve az sem, hogy ezek az intermedierek milyen biológiai hatással rendelkeznek vagy szerepet játszhatnak-e a majdnem mindig megfigyelhető mellékhatások kialakulásában, az egyéni tűrőképesség és toxikus hatások kifejlődésében. (DAHL and STRANDJORD, 1977; DOLLERY, 1991; YEUNG et al., 1993; JAVAID, 1994). Feltételeztem, hogy a fenti gyógyszerek némelyike (elsősorban a halogén szubsztituált vegyületek) glutation-S-transzferáz enzim (GST) segítségével, a glutation-S konjugáció útján is metabolizálódhatnak, illetve ürülhetnek ki a szervezetből. Amennyiben ez bekövetkezik, akkor azt is feltételezhetjük, hogy a vegyületek maguk is indukciós hatással bírhatnak a metabolizmusukban szerepet játszó enzimek szintézisére. Tehát a GST enzim szintézise is fokozódhat, ezáltal fokozott mértékben képződhetnek az egyes szervekben a trankvilláns vegyületek glutation konjugátumai, így pl. az agyszövetben is. Feltételezhető az is, hogy a glutation konjugátumok is kölcsönhathatnak a központi idegrendszerben a trankvillánsok hatásmechanizmusában szerepet játszó fehérjékkel, receptorokkal. Másrészt a glutation-konjugátumok, más -glutamil peptidekhez és glutation analógokhoz hasonlóan, befolyásolhatják a központi idegrendszer glutamáterg neurotranszmissziós folyamatait is (VARGA és mtsai, 1988; MCMOHAN et al., 2000; JANÁKY és mtsai, 2000; HERMANN és mtsai, 2004). Ezek a vegyületek így egy másik útvonalon, a serkentő mechanizmus gátlása révén is kifejthetik hatásukat a központi idegrendszerben (KIR). Így hozzájárulhatnak a mellékhatások kialakulásához is. A trankvillánsok egyik fő támadáspontja az agytörzsi formatio reticularis és elsősorban a retikuláris aktiváló rendszer (RAS) összetett pályarendszereinek idegsejtjei. Elsősorban EEG (elektroenkefalográfia) vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy a trankvillánsok jellegzetes szinkrontüzelési jelenséget váltanak ki a kéregben, ami feltételezhetően kapcsolatban áll a központi idegrendszerre gyakorolt nyugtató hatással. A szinkronizáció kialakulásának mechanizmusa nem ismeretes, de tudjuk, hogy szabályozásában esszenciális szerepe van a RAS-nak. Az EEG meglehetősen indirekt információt nyújt az idegrendszer működéséről, ezért a KIR egyes régióinak és az abban szerepet játszó idegsejteknek, idegpályáknak a behatóbb vizsgálata számos értékes információt rejt magában. Ezért elektorfiziológiai mérőtechnikák felhasználásával neuroinformatikai analizáló módszerekre van szükség. Ennek segítségével vizsgálható az egyes idegsejtek tüzelése, azaz depolarizációs frekvenciája, az idegsejtek aktivitásának következtében kialakuló területi, regionális potenciál (field potential) változása vagy az egyes idegpályák által vezetett ingerületi folyamatok (akciós potenciálok) regisztrációja, elemzése. Kevéssé ismert a szinkron tüzelési mintázatok természete és kapcsolata a trankvillánsok és glutation konjugátumainak hatékonyságával, az egyes vegyületek hatásmechanizmusával. Nem ismert, hogy milyen tüzelési mintaváltozásokat okoznak ezek a vegyületek a formatio reticularis területén. A tüzelési mintázat értékelése akkor lehet hatékony, ha egy időben minél több elektródával valamint magas időfelbontással vagyunk képesek regisztrálni (jelen méréseim során 128 elemű elektróda tömbbel és multiprocesszoros párhuzamos feldolgozással). További vizsgálati lehetőségek sokaságát nyújtja ha egyben stimulációra is képes egy ilyen rendszer, tehát kétirányú kommunikációt képes megvalósítani a központi idegrendszer egy célzott területével. Ilyen nagy mennyiségű adatfolyam feldolgozására mesterséges neuronhálózat lehet alkalmas, amely felületes analógiát mutat a hozzá kapcsolt élő idegrendszer struktúrájához. A digitális technika robbanásszerű fejlődése lehetővé tette a nagy teljesítményű mikrokontrollerek neurobiológiai, gyakorlati hasznosítását, de a mai napig csak igen kevés ilyen irányú felhasználás, alkalmazás született. Nem lelhető fel olyan publikáció, amelyben mikrokontroller alapú mesterséges neuronhálózattal, multielektróda tömbön keresztül kétirányú kommunikációt valósítottak volna meg a hozzákapcsolt központi idegrendszeri területtel. Ezért célul tűztem ki egy olyan, új elven felépülő neuroinformatikai rendszer kiépítését és algoritmusainak kidolgozását, amelynek segítségével vizsgálni lehet az agytörzsi tüzelési mintázatokat vagyis az idegrendszer működését, az egyes területek kommunikációját más távolabbi területekkel, továbbá vizsgálható a trankvillánsok valamint metabolitjaik hatása az agytörzsi formáció reticularis elektromos aktivitására. A jelentős számú mellékhatás csökkentése és újabb, hatékonyabb vegyületek szintetizálása érdekében intenzív kutatás folyik, aminek következtében időről-időre cserélődnek a szerek a gyógyszertörzskönyvi nyilvántartásban. Fontos feladat tehát, hogy megismerjük ezeknek a kémiailag változatos gyógyszereknek a metabolizmusát és eliminációját az állati szervezetben/ből. A központi idegrendszeri bioelektromos tevékenység pontosabb megismerése és az arra kifejtett trankvilláns hatások elemzése hozzásegíthet a gyógyszerek hatásmechanizmusának pontosabb feltárásához. Vizsgálataim segíthetnek az újabb, hatékonyabb vegyületek teszteléséhez, biológiai hatásának felderítéséhez. A különböző állatfajokon végzett összehasonlító vizsgálatok pedig adatokat szolgáltathatnak arra vonatkozóan, hogy mely gyógyszerek milyen állatfajoknál alkalmazhatók megbízhatóan, illetve nagymértékben segíthetik az eltérő biometabolikus utak feltárását. A disszertációmban néhány a humán- és állatgyógyászatban (csak részben) alkalmazott trankvilláns gyógyszer hatását vizsgáltam a GST indukcióra, három állatfaj különböző szerveiben. A GSH-gyógyszer konjugátumok képződésének lehetőségét és azok biológiai hatását teszteltem. Bioinformatikai módszereket dolgoztam ki és alkalmaztam a GST enzimkinetikai analíziséhez. Újszerű, analóg és digitális jellemzőket integráló, mikrokontroller alapú, multiprocesszoros mesterséges neuronhálózatot és algoritmusait fejlesztettem, mellyel a gyógyszerek és konjugátumainak hatását vizsgáltam az agytörzs tüzelési mintázatára. Vizsgálataim eredményei interdiszciplináris jellegűek, a neurobiológia és a neuroinformatika területeiről. II Célkitűzések A trankvilláns hatású vegyületek közül néhány kiemelt gyógyszer vizsgálatát tűztem ki célul. A választási szempont a heterogén kémiai szerkezet hasonló hatásprofil mellett, a hagyományos és új generációs besorolás, valamint a humán, állat és mindkettőnél történő gyakorlati alkalmazás elterjedtsége. Disszertációmban az alábbi felvetett kérdésekre keresem a válaszokat, illetve dolgoztam ki megoldásokat: 1. Olyan új, a jelenleginél precízebb és hatékonyabb mikrokontroller alapú mérési rendszer, hardver és szoftver kidolgozása, amely lehetővé teszi nagyszámú biológia minta enzimaktivitásának gyors, megbízható mérését, az enzimkinetikai mérések során nyert adatok monitorozását, elemzését és értékelését. 2. A vizsgált vegyületek in vitro szubsztrátjai-e a GST enzimnek? Az 1-kloro-2,4-dinitrobenzén (CDNB) mint toxikus xenobiotikum a GST enzim szubsztrátja és fotometriásan mérhető általa az enzim aktivitása. A vizsgált gyógyszerek tehát kompetitíven gátolják-e a GSH – CDNB konjugátumok létrejöttét? 3. Az egyes trankvilláns hatású vegyületek mely szervekben és milyen mértékben váltanak ki GST enzimindukciót, azaz új enzimfehérje szintézisét, a gén expresszióját? 4. Van-e különbség a laboratóriumi gyakorlatban széles körben alkalmazott laboratóriumi patkány (Rattus norvegicus); az emlős gazdasági állataink modelljeként használatos, szintén emlős házinyúl (Orictolagus cuniculus) és a halak közül az állattenyésztési jelentőséggel bíró ezüstkárász (Carassius auratus) GST indukciójában az egyes szervek esetében? 5. Gazdasági haszonállatoknál (modellként házinyulat és az ezüstkárászt vizsgálva) milyen az egyes gyógyszerek alkalmazhatósága és hatékonysága, összevetve a humán és az állatgyógyászat gyakorlatában elterjedt vegyületeket. Különös tekintettel az első illetve második generációs neuroleptikumok helyére. 6. A GSH konjugátumoknak van-e hatékonysága a fenti fajok esetében, illetve szerepet játszhatnak-e egyes mellékhatások megjelenésében? 7. Olyan újszerű multielektródás elvezetési rendszer, multielektróda tömb és csúcstechnológiát alkalmazó analóg erősítő rendszer kidolgozása és kiépítése amellyel vizsgálni lehet az egyes vegyületek hatását az agytörzs célzott területeinek tüzelési mintázatára. 8. Olyan új multiprocesszoros mesterséges neuronhálózat és a hozzá tartozó algoritmusok kidolgozása, amely alkalmas a multielektródás tüzelési mintamátrixok valósidejű digitális feldolgozására és az idegrendszerrel való kétirányú, analóg kommunikáció megvalósítására. 9. A fenti rendszerrel vizsgálva, okoznak-e −és ha igen, milyen− tüzelési mintaváltozásokat a vizsgált trankvilláns vegyületek az agytörzs formatio reticularis pályarendszereiben és van-e különbség ugyanezen vegyületek GSH konjugátumai által kiváltott tüzelési mintaváltozásaiban. A munkámat 1998 – 2007 közötti időszakban az alábbi intézetekben végeztem (kronológiai sorrendben): • Debreceni Orvostudományi Egyetem, Élettani Intézet • Kossuth Lajos Tudományegyetem, Természet Tudományi Kar, Állatanatómiai és Élettani Tanszék • Debreceni Egyetem, Műszaki Főiskolai Kar, Villamosmérnöki Tanszék • Debreceni Egyetem, Agrár –és Műszaki Tudományok Centruma, Műszaki Tudományi Kar, Környezet –és Vegyészmérnöki Tanszék. Elektorfiziológia – Bioinformatika Laboratórium. III Eredmények A disszertációmban néhány a humán- és állatgyógyászatban (csak részben) alkalmazott trankvilláns gyógyszerek hatását vizsgáltam a GST indukciójára, három állatfaj különböző szerveiben. A GSH-gyógyszer konjugátumok képződésének lehetőségét és azok biológiai hatását teszteltem. Bioinformatikai módszereket alkalmaztam és dolgoztam ki a GST enzim aktivitás mérésére. Újszerű, analóg és digitális jellemzőket integráló, mikrokontroller alapú, multiprocesszoros mesterséges neuronhálózatot és algoritmusait fejlesztettem, mellyel a gyógyszerek és konjugátumainak hatását vizsgáltam az agytörzs tüzelési mintázatára. Vizsgálataim eredményei interdiszciplináris jellegűek, a neurobiológia és neuroinformatika területeiről. A gyógyszerválasztási szempont a heterogén kémiai szerkezet hasonló hatásprofil mellett, a hagyományos és új generációs besorolás, valamint a humán, állat és mindkettőnél történő gyakorlati alkalmazás elterjedtsége. Vizsgáltam a szedatívumok közül a Xylazint, az anxiolyticumok közül a Diazepamot, a második generációs neuroleptikumok közül a Tiapridumot és a Risperidonumot valamint a hagyományos neuroleptikumok közül a Chlorpromazinumot, Acepromazinumot, Thioridazinumot és a Haloperidolumot. A kísérleti fajok közül első körben laboratóriumi patkányon vizsgáltam, csak a humán gyógyászatban alkalmazott neuroleptikumokat. A patkány kísérletek sikerességének tükrében később gazdasági haszonállatok modelljeként, kiterjesztett kísérleteket végeztem házinyúlon és ezüstkárászon. A GST enzim egyik szubsztrátja a CDNB (1-kloro-2,4-dinitrobenzén). A GSH-val történő konjugáció következtében színes komplex képződik. A standard körülmények között képződött termék mennyisége egyenes arányban áll a GST enzim aktivitásával, ami fotometriás úton mérhető. A három faj egyedei nyolc napon keresztül kaptak kezelést a gyógyszerekből, az irodalmi adatok –illetve annak hiányában– kalkulált, testtömeg arányos dózisban. A kezelés ideje alatt a fizikális paraméterek, mint a testhőmérséklet, testtömeg, valamint szedációs és analgézia tesztek mint a hot-plate teszt és a motilitás mérés, folyamatos regisztrálásra kerültek. A méréseket a megszintetizált GSH-gyógyszer konjugátumokkal is elvégeztem. Az enzimkinetikai mérésekhez az állatok feláldozása után a szerveikből standard eljárás szerint homogenizátumot készítettem és GSH valamint CDNB hozzáadásával a GST enzimaktivitást mértem. A nagyszámú minta (több mint 5 ezer enzimkinetikai mérés, ugyan ennyi fehérje tartalom meghatározás, azaz több mint 110 ezer adatsor) komplex enzimkinetikai analíziséhez mikrokontroller alapú feldolgozó rendszert fejlesztettem és algoritmusait dolgoztam ki. A 14 valamint a második verzió 24 bites soros A/D konvertere jelentősen megnövelt pontossággal kvantálta a detektor analóg jeleit. Az enzimkinetikai méréseknél gyakori pontatlanságot okozó hibák kiküszöbölésére hibajavító algoritmust dolgoztam ki, teszteltem és alkalmaztam. A kinetikai görbék analízisére a lineáris szakaszkeresését és a legnagyobb nettó termékképződési szakaszkereső algoritmust dolgoztam ki BS2/SX mikrokontrollerre. A rendszer a nagyszámú adatfeldolgozás során sikeresen bizonyított. A vizsgált gyógyszerek in vitro körülmények között mind kompetitíven gátolták GST jelenlétében a CDNB – GSH konjugátumok létrejöttét. Mindegyik vegyület, különböző affinitással az enzim szubsztrátjának bizonyult. Így valószínűsíthető a GSH-gyógyszer komplex képződésének lehetősége. Kezelési dózisban a Thioridazinum mutatta a legjelentősebb gátlást, majd a Tiapridum, a Xylazin etc. A szervezetben hasonló arányú kezdeti koncentráció alakulhat ki a kezelések során is. A laboratóriumi patkány valamennyi kezelt csoportjában megnövekedett a máj GST aktivitása. Hasonló tendenciát tapasztaltam az agytörzsi homogenizátumban is, bár ott a GST aktivitása 20-30-ada volt mint a májban. A több mellékhatással rendelkező hagyományos neuroleptikumok általában kisebb GST indukciót okoztak, mint a kevesebb mellékhatást okozó új típusú gyógyszerek. Az agyban a Haloperidolum és a Chlorpromazinum okozta a legnagyobb GST indukciót. Így ezek konjugátumainak megjelenése a legvalószínűbb. Az enzimaktivitás növekedése a GSH detoxifikációs rendszer aktiválódását jelzi. Minél nagyobb mértékű, annál inkább megterheli a szer az adott szerv sejtjeinek védekező kapacitását. A negatív érték azt jelezheti, hogy a vegyület maga kapcsolódhat az enzimhez, vagy a vegyület metabolizmusa során keletkező intermedierek allosztérikusan gátolhatják az enzimet, vagy az intermedierek befolyásolják az enzim expresszióját. Az sem kizárt, hogy más detoxifikációs mechanizmusok kerülhettek előtérbe az adott szervben, tehát a GST gén expressziója csökkenhetett, amelyre feltételezhetően ezekben az esetekben nem volt olyan mértékben szükség. A házinyúl motilitás változását a kezelések hatására több szempontból értékeltem. A legaktívabb mérés és az utolsó kezelési nap differenciája alapján a Diazepam a Thioridazinum és a Tiapridum bizonyult a leghatékonyabbnak. A Tiapridum mint csekély mellékhatású új típusú neuroleptikum a patkány agyban sem okozott jelentős GST indukciót ellentétben a Thioridazinummal. A Hot-Plate teszten csak a Risperidonum a Haloperidolum és a Diazepam szerepelt gyengébben. A kezelések általában a 3.-4. napon okoztak hibernációt, amelyet a szervezet a további napokon minden esetben kompenzált. A testtömeg gyarapodás elmaradása mindegyik kezelés során megfigyelhető volt. A Risperidonum a Thioridazinum és a Chlorpromazinum esetében pedig fogyás volt tapasztalható. A Thioridazinum és a Chlorpromazinum nagy hatásfokú hagyományos neuroleptikumok, amelyeknél az eredmény nem meglepő. A Risperidonum azonban második generációs, amelynél elvárható lenne a pozitívabb mellékhatás profil (humán vonatkozásban ez tapasztalható). A Tiapridum és a Haloperidolum okozta a legkisebb tömeggyarapodás elmaradást. Az egyes szervekben általában a Haloperidolum és a Thioridazinum mutatta a legnagyobb GST indukciót és a Tiapridum az alacsonyabbakat. A máj mint a detoxifikációs mechanizmusok legfontosabb helyszíne, a Risperidonum kivételével minden kezelésre jelentős GST indukcióval reagált. A vese, hasonlóan a májhoz és a szívhez jelentős GST indukciót mutatott, a Tiapridum illetve a szívnél a Diazepam kivételével. Ez a szer csak a májban váltott ki jelentősebb emelkedést. Az egyes szervek detoxifikációs terhelésén kívül külön figyelmet érdemel az agy, ahol a glutation konjugátumok befolyásolhatják a neurotranszmisszió folyamatát. Az agytörzsi mintákban az Acepromazinum, a Tiapridum és a Risperidonum kivételével minden vizsgált vegyület GST indukciót idézett elő, ami GSH konjugátumainak megjelenését okozhatta az agyszövetben. Ez befolyásolhatja a glutamáterg neurotranszmisszió folyamatát, ahogyan azt számos -glutamil peptidnél és glutation analógnál leírták. A két új típusú neuroleptikum —amelyeket egyenlőre nem alkalmaznak állatgyógyászatban—, nem emelte a GST indukcióját. Elképzelhető, hogy a GSH konjugátumok felhalmozódásának hiánya lehet az egyik oka ezen szerek jelentősen kevesebb mellékhatásának. A házinyúl agytörzsben a Chlorpromazinum és a Xylazin okozta a legnagyobb GST indukciót. A gyógyszerek megszintetizált glutation konjugátumaival is elvégeztem ugyanazon hatékonysági vizsgálatokat mint az alapvegyületekkel. A konjugátumok közül a Risperidonum és a Chlorpromazinum bizonyult a leggyengébb míg a Thioridazinum és a Xylazin a legerősebb hatásúnak. A sorrend szinte teljesen megegyezik a májban mért GST indukció mértékének sorrendjével. A hot-plate teszten azonban a Xylazin a Chlorpromazinum és a Tiapridum mutatott kisebb értéket. Ez azonban az analgézia kisebb mértékével is összefüggésbe hozható, mert a teszt fájdalom ingeren alapul. A testhőmérsékletet a kezelés után egy órával a Chlorpromazinum és az Acepromazinum csökkentette a legjelentősebben. Míg az alapvegyületeknél a Haloperidolum és a Diazepam. Az új típusú szerek közül a Risperidonum konjugátuma csekélyebb a Tiparidumé jelentősebb hibernációt idézett elő az alapvegyületnél. A házinyúl GST aktivitása jelentősen nagyobbnak mutatkozott mint a laboratóriumi patkányé. Ez feltételezhetően annak tudható be, hogy az SPF Wistar patkány vonalat nemzedékek sora óta laboratóriumi körülmények között tenyésztik, jóval kisebb környezeti terhelés éri, mint a házinyulat. Így a detoxifikációs rendszere sem olyan aktív. Az ezüstkárász esetében a légzésszámot az Acepromazinum és a Thioridazinum csökkentette a legjelentősebben és a GSH konjugtumai is hasonlóan hatásosak voltak. A Risperidonum és a Haloperidolum nem csökkentette a légzésszámot de a glutation konjugátumai jelentősen, tehát a konjugátumok hatékonyabbnak mutatkoztak. A Diazepam konjugátum azonban emelte a légzésszámot az alapvegyülethez képest. A GST indukciót általában az Acepromazinum váltotta ki jelentősen. Az agyban emellett a Diazepam és a Thioridazinum. Az új típusú neuroleptikumok alacsony indukciót mutattak,