ノバリケン胚における心拍リズムの発達

The heart rate(HR) of Muscovy duck embryos (Cairina moschata f. domestica) was continuously recorded from as early as the 21st day of incubation (D21) until hatching (D34/35). The aim of the study was to investigate the influence of phonoperiods consisting of different acoustic stimuli on the course of HR and the development of HR periodicities during this period. Incubation was carried out at a constant temperature and in constant darkness. Until D25 HR was dominated by decelerative fluctuations only, indicating a main input from the parasympathetic system on the heart. Later sympathetic influences increased progressively. HR periodicity was investigated by means of x2-periodogram and fast Fourier transformation. Between D26 and D30 statistically significant and stable HR periodicities developed gradually. They had periods in the range from 5 to 38 hours. Ultra-, circa- and infradian rhythms (28h, respectively) occurred in parallel in some cases in the same embryo. During these important periods HR courses were dissimilar between individual embryos and had different intensities. There was no indication that acoustic stimulation (phonoperiods) had any effect on the development of HR periodicities.特集 : 「動物の心拍リズム」国際シンポジウム発表論文選

Messung von Ressourceneffizienz mit der ESSENZ-Methode

Eine belastbare Methode zu entwickeln, um den Ressourceneinsatz zu bewerten, ist das Ziel dieses Buches. Notwendig ist dies, da das starke Wirtschaftswachstum der letzten Jahrzehnte zu einer intensiven Beanspruchung natürlicher Ressourcen geführt hat. Mit ihrer steigenden Nutzung gehen auch zusätzliche Belastungen der Umwelt sowie Restriktionen der Verfügbarkeit von Ressourcen einher. Aus diesen Gründen ist ein effizienter Einsatz von Ressourcen als wichtiger Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung erforderlich. Die ESSENZ-Methode (Integrierte Methode zur ganzheitlichen Berechnung/Messung von Ressourceneffizienz) wurde in einer Kooperation der Technischen Universität Berlin mit den Industriepartnern Daimler AG, Deutsches Kupferinstitut Berufsverband e. V., Evonik Industries AG, Siemens AG, ThyssenKrupp Steel Europe AG und Wissenschaftlicher Gerätebau Dr. Ing. Herbert Knauer GmbH entwickelt. Sie unterstützt die umfassende Messung und Bewertung von Ressourceneffizienz innerhalb der vier Dimensionen „Verfügbarkeit“, „Gesellschaftliche Akzeptanz“, „Umweltauswirkungen“ und „Nutzen“. Um diese vier Dimensionen wissenschaftlich abzubilden, werden 21 anwendbare Indikatoren entwickelt und vorgestellt. Die ESSENZ-Methode kann sowohl für die Analyse und Optimierung eines einzelnen Produktes als auch für den Vergleich mehrerer Produktalternativen verwendet werden. Ihre Anwendbarkeit ist für Metalle und fossile Rohstoffe bereits erprobt.BMBF, 033R094A-F, r³ - Strategische Metalle, Verbundvorhaben: Integrierte Methode zur ganzheitlichen Berechnung/Messung von Ressourceneffizienz - ESSEN

Integrated method to assess resource efficiency – ESSENZ

With increasing demand of abiotic resources also the pollution of natural resources like water and soil has risen in the last decades due to global industrial and technological development. Thus, enhancing resource efficiency is a key goal of national and international strategies. For a comprehensive assessment of all related impacts of resource extraction and use all three sustainability dimensions have to be taken into account: economic, environmental and social aspects. Furthermore, to avoid burden shifting life cycle based methods should be applied. As companies need operational tools and approaches, a comprehensive method has been developed to measure resource efficiency of products, processes and services in the context of sustainable development (ESSENZ). Overall 21 categories are established to measure impacts on the environment, physical and socio-economic availability of the used resources as well as their societal acceptance. For the categories socio-economic availability and societal acceptance new approaches are developed and characterization factors are provided for a portfolio of 36 metals and four fossil raw materials. The introduced approach has been tested on several case studies, demonstrating that it enhances the applicability of resource efficiency to assess product systems significantly by providing an overall framework that can be adopted across sectors, using indicators and methods which are applicable and can be integrated into existing life cycle assessment based schemes.BMBF, 033R094A-F, r³ - Strategische Metalle, Verbundvorhaben: Integrierte Methode zur ganzheitlichen Berechnung/Messung von Ressourceneffizienz - ESSEN

BioOK – a Comprehensive System for Analysis and Risk Assessment of Genetically Modified Plants

Gentechnisch veränderte (GV) Pflanzen müssen im Rahmen des Zulassungsverfahrens in der EU auf ihre potentiellen Auswirkungen auf die Umwelt und die mensch­liche oder tierische Gesundheit analysiert werden. Der gegenwärtige Zulassungsprozess ist ein Konglo­merat verschiedenster Analysemethoden und extrem zeit- und kostenaufwendig. Das Anliegen von BioOK als ein multidisziplinäres wissenschaftliches Netzwerk ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Ansätzen zur Risikoanalyse von GV Pflanzen auf der Grundlage von Ursache-Wirkungs­hypothesen mit dem Ziel des Aufbaus eines effektiven und qualifizierten Risikobewertungssystems. Die Forschungsaktivitäten von BioOK zielen auf einen Paradigmenwechsel im aktuellen Zulassungsprozess. Sie basieren auf einem modularen System, das alle Aspekte des Risikomanagements umfasst: molekulare Charakterisierung, Inhaltsstoffanalyse, agronomische Eigenschaften, Ziel- und Nichtzielorganismen, Boden und Mikroorganismen, Toxikologie, Allergenität und Überwachung nach Markt­einführung, wobei jeder Modul unterschiedliche Analysemethoden beinhaltet. Die durch BioOK angestrebte Reform des Risikobewertungsprozesses von GV Pflanzen umfasst zwei Phasen: zunächst die Optimierung der Analysemethoden selbst und dann die Etablierung eines Entscheidungsunterstützungssystems (Test Decision System – DSS), basierend auf biologischen Schwankungsbreiten (baselines), Zeigermerkmalen (indicators) und Grenzwerten (thresholds) für jede Analysemethode. BioOK hat in einer ersten Entwicklungsphase bereits optimierte Testmethoden entwickelt: Für die Inhaltsstoffanalyse wurde die Untersuchung auf substantielle Äquivalenz durch GC-MS, LC-MS und HPLC/RI Methoden vereinfacht. Ein neu eingeführtes Analyseschema zur Ermittlung potentieller Effekte von GV Pflanzen auf den Boden kombiniert ein in vitro System zur Beprobung von Rhizodepositaten von Pflanzen, die unter kontrollierten Umweltbedingen gewachsen sind, sowie die entsprechenden Bodentypen und deren Charakterisierung mit offenen und hochsensitiven molekular-chemischen Screening und Fingerprinting-Methoden. Ein neues in vitro System zur Simulation des Transports von Substanzen aus dem Darm ins Blut, das das Risiko der Aufnahme durch Mensch oder Tier zu einem frühen Zeitpunkt misst, wurde entwickelt. Um die Effektivität und Reproduzierbarkeit von Probenahmen an der Pflanze zu erhöhen, wird ein genau definiertes Probenahmeschema entwickelt. Schließlich, in Ergänzung der aktuellen Methodik zur Allgemeinen Überwachung (General Surveillance) von GV Pflanzen im Anbau, wurde eine Herangehensweise zur Abschätzung der Notwendigkeit für ein europaweites fallspezifisches (Case Specific) Monitoring beruhend auf Ursache-Wirkungsszenarien, erarbeitet. Die zweite Phase der BioOK F&E-Arbeiten konzentriert sich auf die Entwicklung eines Entscheidungsunterstützungssystems (Decision Support System, DSS). Dazu wird ein computergestütztes System implementiert, in dem alle standardisierten und validierten Methoden zu einem Entscheidungsbaum mit Knotenpunkten, definiert über biologische Schwankungsbreiten und potentielle Risiken definierenden Grenzwerten für Zeigermerkmale, zusammengeführt sind.    Genetically modified (GM) plants have to be analyzed for their potential impacts on the environment and on human or animal health before authorisation by the EU. The approval process currently refers to a conglomeration of diverse analytical methods and is intensive in time and costs. The intention of BioOK as a multidisciplinary scientific network is the development of tailor-made approaches for GM plants based on a cause-effect hypothesis to obtain an effective and qualified risk assessment system. The research activity of BioOK aims to renew the current approval process. It is based on a modular system covering all aspects of risk assessment: molecular characterisation, compound analysis, agronomic traits, target and non-target organisms, soil and micro organisms, toxicology, allergenicity and post-market monitoring, each module containing several test methods. The renewal of the risk assessment procedure intended by BioOK consists of two phases: first the optimization of test methods and second the establishment of a decision support system (DSS) based on baselines, indicators and thresholds developed for each of the methods. Optimized test methods have been developed mainly during the first phase: For compound analysis methods have been developed to ease the analysis of substantial equivalence of the events by GC-MS, LC-MS and HPLC/RI. A newly introduced testing scheme for the detection of potential effects of GM plants on soil combines an in-vitro system to collect rhizodeposits from plants grown under controlled environmental conditions and the correspon­ding bulk soil, and their characterisation by untargeted and highly sensitive molecular-chemical screening and fingerprinting technique. A novel in vitro system simula­ting the transport of substances from the gut into the blood that detects the risk of incorporation in human or animal at an early time point was developed. In order to increase the effectiveness and reproducibility of the sampling procedure we developed a valid defined sampling scheme. Finally, complementing the actual General Surveillance methodology, an approach for a Europe-wide case specific monitoring referring to cause-effect sce­narios was developed. The second phase concentrates on the development of a Decision Support System (DSS). A computer-based system will implement and merge all standardized methods in a decision tree system following decision rules defined by baseline and thresholds for indicators.   &nbsp

Justus-von-Liebig-Weg 6b

ABSTRACT In order to assess the health risk that associated with the consumption of unknown feed or food ingredients, there is a strong need of developing an in vitro screening system. The test system should be fast, reliable, inexpensive and without the necessity of performing animal tests. Furthermore, it should also provide important clues to the potential danger of unknown substances. The present study examines the extent to which cell and tissue cultures can be used for such studies. It should be ascertained whether the cell cultures can replace the native intestinal epithelium in terms of their sensitivity and provide accurate results as a quick "screening system". As a model for intestinal operations ex vivo tissue cultures from the native intestinal epithelium of the pig and the permanent cell line IPEC-J2 were used. The cell culture was characterized in terms of their morphological and functional properties (TEER, tight-junction proteins).Various studies (short-circuit measurements, translocation of [ 3 H]-mannitol) were performed to IPEC-J2 cells and the native intestinal epithelium in order to compare the functional properties of both systems. Finally, the response of the addition of "unknown" test substances (papain and wheat extract) were investigated to determine whether the functional parameters of both systems are affected by these test substances or not. The IPEC-J2 cells show a more significant influence in their functionality by "unknown" substances than the control variant. Results of study revealed that the in vitro system reacts rapidly in response of unknown test substances and it is more sensitive. Therefore, it is possible to operate a "risk assessment" for "unknown" substances with the help of this developed screening system