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Z,E-Diene sind ein häufig auftretendes Strukturmerkmal in Naturstoffen. Aus diesem Grund ist die einfache Darstellung dieser Struktureinheit von großen Interesse in der organischen Chemie.
Das erste Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Weiterentwicklung der Ringschlussmetathese-/ baseninduzierten Ringöffnungs-/ Veresterungssequenz (RBRV-Sequenz) zur Synthese von (2Z,4E)-Diencarbonsäureethylestern ausgehend von Butenoaten. Dazu wurde zunächst die RBRV-Sequenz optimiert. Diese aus drei Schritten bestehende Sequenz konnte in einem Eintopf-Verfahren angewendet werden. Die Ringschlussmetathese gelang mit einer Katalysatorbeladung von 1 mol% des GRUBBS-Katalysators der zweiten Generation in Dichlormethan. Für die baseninduzierte Ringöffnung des β,γ-ungesättigten δ Valerolactons wurde NaHMDS verwendet. Die Alkylierung der Carboxylatspezies gelang mit dem MEERWEIN-Reagenz. Die Anwendbarkeit der Sequenz wurde für verschiedene Substrate demonstriert.
Die Erweiterung der Methode auf α-substituierte Butenoate unterlag starken Einschränkungen. So konnte der Zugang für α Hydroxyderivate realisiert werden. Bei der Anwendung der RBRV-Sequenz auf die α-substituierten Butenoate wurde festgestellt, dass diese sich nur in moderaten Ausbeuten umsetzen ließen und zudem nicht selektiv zu den (2E,4E)-konfigurierten α-substituierten-Dienestern reagierten.
Der Einsatz von Eninen unter den Standardbedingungen der RBRV-Sequenz gelang nicht. Erst nach Modifizierung der Sequenz (höhere Katalysatorbeladung, Wechsel des Lösungsmittels) konnten die [3]Dendralen-Produkte in geringen Ausbeuten erhalten werden.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Einsatz von (2Z,4E)-Diencarbonsäureethylestern in der Totalsynthese von Naturstoffen untersucht. Dazu wurden zunächst die Transformationsmöglichkeiten der Ester geprüft. Es konnte gezeigt werden, dass sich (2Z,4E)-Diencarbonsäureethylester insbesondere zur Synthese von (2Z,4E)-Aldehyden sowie zum Aufbau der (3Z,5E)-Dien-1-in-Struktur eignen.
Anhand dieser Ergebnisse wurde im Anschluss die RBRV-Sequenz in der Totalsynthese eingesetzt. Dazu wurde zunächst der (2Z,4E)-Dienester Microsphaerodiolin in seiner ersten Totalsynthese auf drei verschiedene Routen hergestellt. Im Anschluss wurden sechs verschiedene Polyacetylene mit einer (3Z,5E)-Dien-1-in-Einheit hergestellt. Schlüsselschritte in ihrer Synthese waren immer die RBRV-Sequenz zum Aufbau der Z,E-Dien-Einheit, die Transformation des Esters in ein terminales Alkin sowie die CADIOT-CHODKIEWICZ-Kupplung zum Aufbau unsymmetrischer Polyine. Alle sechs Polyacetylene wurden zum ersten Mal in einer Totalsynthese synthetisiert. Drei Polyacetylene wurden ausgehend von (S)-Butantriol enantiomerenrein dargestellt. Anhand ihrer Drehwerte konnte eine Revision der von YAO und Mitarbeitern vorgenommen Zuordnung der Absolutkonfiguration der Naturstoffe vorgenommen werden.
Das Ziel der Doktorarbeit war die Entwicklung und Evaluation eines skillsbasierten primären Präventionsprogramms (Mainzer Schultraining zur Essstörungsprävention (MaiStep)) für partielle und manifeste Essstörungen. Dabei wurde die Wirksamkeit durch einen primären (Reduktion vorhandener Essstörungssymptome) und sekundären (assoziierte Psychopathologie) Zielparameter 3 und 12 Monate nach Durchführung des Trainings überprüft. Innerhalb der randomisiert kontrollierten Studie gab es zwei Interventionsgruppe und eine aktive Kontrollgruppe. 1.654 Jugendliche (weiblich/männlich: 781/873; mittleres Alter: 13.1±0.7; BMI: 20.0±3.5) konnten für die Studie, an zufällig ausgewählten Schulen in Rheinland-Pfalz, rekrutiert werden. Die Entwicklung des Präventionsprogramms basiert auf einem systematischen Literaturreview von 63 wissenschaftlichen Studien über die Prävention von Essstörungen im Kindes- und Jugendalter. Eine Interventionsgruppe wurde durch Psychologinnen/Psychologen und eine zweite durch Lehrkräfte angeleitet. Das in der aktiven Kontrollgruppe durchgeführte Sucht- bzw. Stresspräventionsprogramm wurde durch Lehrkräfte geleitet. MaiStep zeigte zur 3-Monatskatamnese keine signifikanten Effekte im Vergleich zur aktiven Kontrollgruppe. Allerdings zeigten sich nach 12 Monaten multiple signifikante Effekte zwischen den Interventions- und der aktiven Kontrollgruppe. Im Rahmen der Analyse des primären Parameters wurden in den Interventionsgruppen signifikant weniger Jugendliche mit einer partiellen Anorexia nervosa (CHI²(2) = 8.74, p = .01**) und/oder partiellen Bulimia nervosa (CHI²(2) = 7.25, p = .02*) gefunden. Im Rahmen der sekundären Zielparameter zeigten sich signifikante Veränderungen in Subskalen des Eating Disorder Inventory (EDI-2) Schlankheitsstreben (F (2, 355) = 3.94, p = .02*) und Perfektionismus (F (2, 355) = 4.19, p = .01**) sowie dem Body Image Avoidance Questionnaire (BIAQ) (F (2, 525) = 18.79, p = .01**) zwischen den Interventions- und der aktiven Kontrollgruppe. MaiStep kann somit als erfolgreiches Programm zur Reduktion von partiellen Essstörungen für die Altersgruppe der 13- 15-jährigen bezeichnet werden. Trotz unterschiedlicher Wirkmechanismen zeigten sich die Lehrkräfte im Vergleich zu den Psychologinnen/Psychologen ebenso erfolgreich in der Durchführung.
Trial registration MaiStep is registered at the German Clinical Trials Register (DRKS00005050).
Seit der Einführung von Antibiotika in die medizinische Behandlung von bakteriellen Infektionskrankheiten existiert ein Wettlauf zwischen der Evolution von Bakterienresistenzen und der Entwicklung wirksamer Antibiotika. Während bis in die 80er Jahre verstärkt an neuen Antibiotika geforscht wurde, gewinnen multiresistente Keime heute zunehmend die Oberhand. Um einzelne Pathogene erfolgreich nachzuweisen und zu bekämpfen, ist ein grundlegendes Wissen über den Erreger unumgänglich. Bakterielle Proteine, die bei einer Infektion vorrangig vom Immunsystem prozessiert und präsentiert werden, könnten für die Entwicklung von Impfstoffen oder gezielten Therapeutika nützlich sein. Auch für die Diagnostik wären diese immundominanten Proteine interessant. Allerdings herrscht ein Mangel an Wissen über spezifische Antigene vieler pathogener Bakterien, die eine eindeutige Diagnostik eines einzelnen Erregers erlauben würden.
Daher wurden in dieser Arbeit vier verschiedene Humanpathogene mittels Phage Display untersucht: Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Borrelia burgdorferi und Clostridium difficile. Hierfür wurden aus der genomischen DNA der vier Erreger Bibliotheken konstruiert und durch wiederholte Selektion und Amplifikation, dem sogenannten Panning, immunogene Proteine isoliert. Für alle Erreger bis auf C. difficile wurden immunogene Proteine aus den jeweiligen Bibliotheken isoliert. Die identifizierten Proteine von N. meningitidis und B. burgdorferi waren größtenteils bekannt, konnten aber in dieser Arbeit durch Phage Display verifiziert werden. Für N. gonorrhoeae wurden 21 potentiell immunogene Oligopeptide isoliert, von denen sechs Proteine als neue zuvor unbeschriebene Proteine mit immunogenem Charakter identifiziert wurden. Von den Phagen-präsentierten Oligopeptide der 21 immunogenen Proteine wurden Epitopmappings mit verschiedenen polyklonalen Antikörpern durchgeführt, um immunogene Bereiche näher zu identifizieren und zu charakterisieren. Bei zehn Proteinen wurden lineare Epitope eindeutig mit drei polyklonalen Antikörpern identifiziert, von fünf weiteren Proteinen waren Epitope mit mindestens einem Antikörper detektierbar. Für eine weitere Charakterisierung der ermittelten Epitope wurden Alaninscans durchgeführt, die eine detaillierte Auskunft über kritische Aminosäuren für die Bindung des Antikörpers an das Epitop geben.
Ausgehend von dem neu identifizierten Protein mit immunogenem Charakter NGO1634 wurden 26 weitere Proteine aufgrund ihrer funktionellen Ähnlichkeit ausgewählt und mithilfe bioinformatischer Analysen auf ihre Eignung zur Entwicklung einer diagnostischen Anwendung analysiert. Durch Ausschluss der meisten Proteine aufgrund ihrer Lokalisation, Membrantopologie oder unspezifischen Proteinsequenz wurden scFv-Antikörper gegen acht Proteine mittels Phage Display generiert und anschließend als scFv-Fc-Fusionsantikörper produziert und charakterisiert.
Die hier identifizierten Proteine und linearen Epitope könnten einen Ansatzpunkt für die Entwicklung einer diagnostischen oder therapeutischen Anwendung bieten. Lineare Epitopsequenzen werden häufig für die Impfstoffentwicklung eingesetzt, sodass vor allem die in dieser Arbeit bestimmten Epitope von Membranproteinen interessante Kandidaten für weitere Untersuchungen in diese Richtung sind. Durch weitere Untersuchungen könnten möglicherweise unbekannte Virulenzfaktoren entdeckt werden, deren Inhibierung einen entscheidenden Einfluss auf Infektionen haben könnten.
Die vorgelegte Dissertation präsentiert wissenschaftliche Ergebnisse, die in der Zeit vom Dezember 2012 bis August 2016, erarbeitet wurden. Der zentrale Inhalt der Arbeit ist die Simulation von Röntgenabsorptionsprozessen von verschiedenen Systemen in kondensierter Phase. Genauer gesagt, werden Nahkantenabsorptions- (NEXAFS) sowie Röntgenphotoelektronenspektren (XPS) berechnet. In beiden Fällen wird ein Röntgenphoton von einem molekularen System absorbiert. Aufgrund der hohen Photonenenergie wird ein stark gebundenes kernnahes Elektron angeregt. Bei der XPS gelangt dieses mit einer zu messenden kinetischen Energie in Kontinuumszustände. In Abhängigkeit der eingestrahlten Photonenenergie und der kinetischen Energie des austreten Elektrons, kann die Bindungsenergie berechnet werden, welche die zentrale Größe der XPS ist. Im Falle der NEXAFS-Spektroskopie wird das kernnahe Elektron in unbesetzte gebundene Zustände angeregt. Die zentrale Größe ist die Absorption als Funktion der eingestrahlten Photonenenergie. Das erste Kapitel meiner Arbeit erörtert detailliert die experimentellen Methoden sowie die daraus gewonnenen charakteristischen Größen.
Die experimentellen Spektren zeigen oft viele Resonanzen, deren Interpretation aufgrund fehlender Referenzmaterialien schwierig ist. In solchen Fällen bietet es sich an, die Spektren mittels quantenchemischer Methoden zu simulieren. Der dafür erforderliche mathematisch-physikalische Methodenkatalog wird im zweiten Kapitel der Arbeit erörtert.
Das erste von mir untersuchte System ist Graphen. In experimentellen Arbeiten wurde die Oberfläche mittels Bromplasma modifiziert. Die im Anschluss gemessenen NEXAFS-Spektren unterscheiden sich maßgeblich von den Spektren der unbehandelten Oberfläche. Mithilfe periodischer DFT-Rechnungen wurden verschiedene Gitterdefekte sowie bromierte Systeme untersucht und die NEXAFS-Spektren simuliert. Mittels der Simulationen können die Beiträge verschiedener Anregungszentren analysiert werden. Die Berechnungen erlauben den Schluss, dass Gitterdefekte maßgeblich für die entstandenen Veränderungen verantwortlich sind.
Polyvinylalkohol (PVA) wurde als zweites System behandelt. Hierbei sollte untersucht werden, wie groß der Einfluss der Molekularbewegung auf die Verbreiterung der Peaks im XP-Spektrum ist. Des Weiteren wurde untersucht, wie groß der Einfluss von intermolekularen Wechselwirkungen auf die Peakpositionen und Peakverbreiterung ist. Für die Berechnung dieses Systems wurde eine Kombination aus molekulardynamischen und quantenchemischen Methoden verwendet. Als Strukturen dienten Oligomermodelle, die unter dem Einfluss eines (ab initio) Potentials propagiert wurden. Entlang der erstellten Trajektorie wurden Schnappschüsse der Geometrien extrahiert und für die Berechnung der XP-Spektren verwendet. Die Spektren werden bereits mithilfe klassischer Molekulardynamik sehr gut reproduziert. Die erhaltenen Peakbreiten sind verglichen mit dem Experiment allerdings zu klein. Die Hauptursache der Peakverbreiterung ist die Molekularbewegung. Intermolekulare Wechselwirkungen verschieben die Peakpositionen um 0.6 eV zu kleineren Anregungsenergien.
Im dritten Teil der Arbeit stehen die NEXAFS-Spektren von ionischen Flüssigkeiten (ILs) im Fokus. Die experimentell gefundenen Spektren zeigen eine komplexe Struktur mit vielen Resonanzen. In der Arbeit wurden zwei ILs untersucht. Als Geometrien verwenden wir Clustermodelle, die aus experimentellen Kristallstrukturen extrahiert wurden. Die berechneten Spektren erlauben es, die Resonanzen den Anregungszentren zuzuordnen. Außerdem kann eine erstmals gemessene Doppelresonanz simuliert und erklärt werden. Insgesamt kann die Interpretation der Spektren mithilfe der Simulation signifikant erweitert werden.
In allen Systemen wurde zur Berechnung des NEXAFS-Spektrums eine auf Dichtefunktionaltheorie basierende Methode verwendet (die sogenannte Transition-Potential Methode). Gängige wellenfunktionsbasierte Methoden, wie die Konfigurationswechselwirkung mit Einfachanregungen (CIS), zeigen eine starke Blauverschiebung, wenn als Referenz eine Hartree-Fock Slaterdeterminante verwendet wird. Wir zeigen, dass die Verwendung von kernnah-angeregten Determinanten sowohl das resultierende Spektrum als auch die Anregungsenergien deutlich verbessert. Des Weiteren werden auch Referenzen aus Dichtefunktionalrechnungen getestet. Zusätzlich werden auch Referenzen mit gebrochenen Besetzungszahlen für kernnahe Elektronen verwendet. In der Arbeit werden die Resultate der verschiedenen Referenzen miteinander verglichen. Es zeigt sich, dass Referenzen mit gebrochenen Besetzungszahlen das Spektrum nicht weiter verbessern. Der Einfluss der verwendeten Elektronenstrukturmethode ist eher gering.
Diese Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Charakterisierung von thermoresponsiven Filmen auf Goldelektroden durch Fixierung eines bereits synthetisierten thermoresponsiven Polymers. Als Basis für die Entwicklung der responsiven Grenzfläche dienten drei unterschiedliche Copolymere (Polymere I, II und III) aus der Gruppe der thermisch schaltbaren Poly(oligo(ethylenglykol)methacrylate).
Die turbidimetrischen Messungen der Copolymere in Lösungen haben gezeigt, dass der Trübungspunkt vom pH-Wert, der Gegenwart von Salzen sowie von der Ionenstärke der Lösung abhängig ist. Nach der Charakterisierung der Polymere in Lösung wurden Experimente der kovalenten Kopplung der Polymere I bis III an die Oberfläche der Gold-Elektroden durchgeführt. Während bei Polymeren I und II die Ankopplung auf einer Amidverbrückung basierte, wurde bei Polymer III als alternative Methode zur Immobilisierung eine photoinduzierte Anbindung unter gleichzeitiger Vernetzung gewählt. Der Nachweis der erfolgreichen Ankopplung erfolgte bei allen Polymeren elektrochemisch mittels Cyclovoltammetrie und Impedanzspektroskopie in K3/4[Fe(CN)6]-Lösungen. Wie die Ellipsometrie-Messungen zeigten, waren die erhaltenen Polymer-Filme unterschiedlich dick. Die Ankopplung über Amidverbrückung lieferte dünne Filme (10 – 15 nm), während der photovernetzte Film deutlich dicker war (70-80 nm) und die darunter liegende Oberfläche relativ gut isolierte.
Elektrochemische Temperaturexperimente an Polymer-modifizierten Oberflächen in Lösungen in Gegenwart von K3/4[Fe(CN)6] zeigten, dass auch die immobilisierten Polymere I bis III responsives Temperaturverhalten zeigen. Bei Elektroden mit den immobilisierten Polymeren I und II ist der Temperaturverlauf der Parameterwerte diskontinuierlich – ab einem kritischen Punkt (37 °C für Polymer I und 45 °C für Polymer II) wird zunächst langsame Zunahme der Peakströme wird deutlich schneller. Das Temperaturverhalten von Polymer III ist dagegen bis 50 °C kontinuierlich, der Peakstrom sinkt hier durchgehend.
Weiterhin wurde mit den auf Polymeren II und III basierten Elektroden deren Anwendung als responsive Matrix für Bioerkennungsreaktionen untersucht. Es wurde die Ankopplung von kleinen Biorezeptoren, TAG-Peptiden, an Polymer II- und Polymer III-modifizierten Elektroden durchgeführt. Das hydrophile FLAG-TAG-Peptid verändert das Temperaturverhalten des Polymer II-Films unwesentlich, da es die Hydrophilie des Netzwerkes nicht beeinflusst. Weiterhin wurde der Effekt der Ankopplung der ANTI-FLAG-TAG-Antikörper an FLAG-TAG-modifizierte Polymer II-Filme untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Antikörper spezifisch an FLAG-TAG-modifiziertes Polymer II binden. Es wurde keine unspezifische Anbindung von ANTI-FLAG-TAG an Polymer II beobachtet. Die Temperaturexperimente haben gezeigt, dass die thermische Restrukturierung des Polymer II-FLAG-TAG-Filmes auch nach der Antikörper-Ankopplung noch stattfindet. Der Einfluss der ANTI-FLAG-TAG-Ankopplung ist gering, da der Unterschied in der Hydrophilie zwischen Polymer II und FLAG-TAG bzw. ANTI-FLAG-TAG zu gering ist.
Für die Untersuchungen mit Polymer III-Elektroden wurde neben dem hydrophilen FLAG-TAG-Peptid das deutlich hydrophobere HA-TAG-Peptid ausgewählt. Wie im Falle der Polymer II Elektrode beeinflusst das gekoppelte FLAG-TAG-Peptid das Temperaturverhalten des Polymer III-Netzwerkes nur geringfügig. Die gemessenen Stromwerte sind geringer als bei der Polymer III-Elektrode. Das Temperaturverhalten der FLAG-TAG-Elektrode ähnelt dem der reinen Polymer III-Elektrode – die Stromwerte sinken kontinuierlich bis die Temperatur von ca. 40 °C erreicht ist, bei der ein Plateau beobachtet wird. Offensichtlich verändert FLAG-TAG auch in diesem Fall nicht wesentlich die Hydrophilie des Polymer III-Netzwerkes. Das an Polymer III-Elektroden gekoppelte hydrophobe HA-TAG-Peptid beeinflusst dagegen im starken Maße den Quellzustand des Netzwerkes. Die Ströme für die HA-TAG-Elektroden sind deutlich geringer als die für die FLAG-TAG-Polymer III-Elektroden, was auf geringeren Wassergehalt und dickeren Film zurückzuführen ist. Bereits ab 30 °C erfolgt der Anstieg von Stromwerten, der bei Polymer III- bzw. bei Polymer III-FLAG-TAG-Elektroden nicht beobachtet werden kann. Das gekoppelte hydrophobe HA-TAG-Peptid verdrängt Wasser aus dem Polymer III-Netzwerk, was in der Stauchung des Films bereits bei Raumtemperatur resultiert. Dies führt dazu, dass der Film im Laufe des Temperaturanstieges kaum noch komprimiert. Die Stromwerte steigen in diesem Fall entsprechend des Anstiegs der temperaturabhängigen Diffusion des Redoxpaares. Diese Untersuchungen zeigen, dass das HA-TAG-Peptid als Ankermolekül deutlich besser für eine potentielle Verwendung der Polymer III-Filme für sensorische Zwecke geeignet ist, da es sich deutlich in der Hydrophilie von Polymer III unterscheidet.
Durch die Zunahme metabolischer Stoffwechselstörungen und Erkrankungen in der Weltbevölkerung wird in der Medizin und den Lebenswissenschaften vermehrt nach Präventionsstrategien und Ansatzpunkten gesucht, die die Gesundheit fördern, Erkrankungen verhindern helfen und damit auch die Gesamtlast auf die Gesundheitssysteme erleichtern. Ein Ansatzpunkt wird dabei in der Ernährung gesehen, da insbesondere der Konsum von gesättigten Fetten die Gesundheit nachträglich zu beeinflussen scheint. Dabei wird übersehen, dass in vielen Studien Hochfettdiäten nicht ausreichend von den Einflüssen einer zum Bedarf hyperkalorischen Energiezufuhr getrennt werden, sodass die Datenlage zu dem Einfluss von (gesättigten) Fetten auf den Metabolismus bei gleichbleibender Energieaufnahme noch immer unzureichend ist.
In der NUtriGenomic Analysis in Twins-Studie wurden 46 Zwillingspaare (34 monozygot, 12 dizygot) über einen Zeitraum von sechs Wochen mittels einer kohlenhydratreichen, fettarmen Diät nach Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Ernährung für ihr Ernährungsverhalten standardisiert, ehe sie zu einer kohlenhydratarmen, fettreichen Diät, die insbesondere gesättigte Fette enthielt, für weitere sechs Wochen wechselten. Beide Diäten waren dem individuellen Energiebedarf der Probanden angepasst, um so sowohl akut nach einerWoche als auch längerfristig nach sechs Wochen Änderungen des Metabolismus beobachten zu können, die sich in der vermehrten Aufnahme von (gesättigten) Fetten begründeten.
Die über die detaillierte Charakterisierung der Probanden an den klinischen Untersuchungstagen generierten Datensätze wurden mit statistischen und mathematischen Methoden (z.B. lineare gemischte Modellierung) analysiert, die der Größe der Datensätze und damit ihrem Informationsvolumen angepasst waren.
Es konnte gezeigt werden, dass die metabolisch gesunden und relativ jungen Probanden, die eine gute Compliance zeigten, im Hinblick auf ihren Glukosestoffwechsel adaptieren konnten, indem die Akutantwort nach einer Woche im Nüchterninsulin und dem Index für Insulinresistenz in den weiteren fünf Wochen ausgeglichen wurde.
Der Lipidstoffwechsel in Form der klassischen Marker wie Gesamtcholesterin, LDL und HDL war dagegen stärker beeinflusst und auch nach insgesamt sechs Wochen deutlich erhöht.
Letzteres unterstützt die Beobachtung im Transkriptom des weißen, subkutanen Fettgewebes, bei der eine Aktivierung der über die Toll-like receptors und das Inflammasom vermittelten subklinischen Inflammation beobachtet werden konnte.
Die auftretenden Veränderungen in Konzentration und Komposition des Plasmalipidoms zeigte ebenfalls nur eine teilweise und auf bestimmte Spezies begrenzte Gegenregulation.
Diesbezüglich kann also geschlussfolgert werden, dass auch die isokalorische Aufnahme von (gesättigten) Fetten zu Veränderungen im Metabolismus führt, wobei die Auswirkungen in weiteren (Langzeit-)Studien und Experimenten noch genauer untersucht werden müssen. Insbesondere wäre dabei ein längerer Zeitraum unter isokalorischen Bedingungen von Interesse und die Untersuchung von Probanden mit metabolischer Vorbelastung (z.B. Insulinresistenz).
Darüber hinaus konnte in NUGAT aber ebenfalls gezeigt werden, dass die Nutrigenetik und Nutrigenomik zwei nicht zu vernachlässigende Faktoren darstellen. So zeigten unter anderem die Konzentrationen einiger Lipidspezies eine starke Erblichkeit und Abhängigkeit der Diät.
Zudem legen die Ergebnisse nahe, dass laufende wie geplante Präventionsstrategien und medizinische Behandlungen deutlich stärker den Patienten als Individuum mit einbeziehen müssen, da die Datenanalyse interindividuelle Unterschiede identifizierte und Hinweise lieferte, dass einige Probanden die nachteiligen, metabolischen Auswirkungen einer Hochfettdiät besser ausgleichen konnten als andere.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, belohnungsabhängiges (instrumentelles) Lernen und Entscheidungsfindungsprozesse auf Verhaltens- und neuronaler Ebene in Abhängigkeit von chronischem Stresserleben (erfasst über den Lifetime Stress Inventory, Holmes und Rahe 1962) und kognitiven Variablen (eingeteilt in eine fluide und eine kristalline Intelligenzkomponente) an gesunden Probanden zu untersuchen. Dabei steht zu Beginn die Sicherung der Konstruktvalidität zwischen den bislang oft synonym verwendeten Begriffen modellfrei ~ habituell, bzw. modellbasiert ~ zielgerichtet im Fokus. Darauf aufbauend soll dann insbesondere der differentielle und interaktionelle Einfluss von chronischem Stresserleben und kognitiven Variablen auf Entscheidungsprozesse (instrumentelles Lernen) und deren neuronales Korrelat im VS untersucht und dargestellt werden. Abschließend wird die Relevanz der untersuchten belohnungsabhängigen Lernprozesse für die Entstehung und Aufrechterhaltung der Alkoholabhängigkeit zusammen mit weiteren Einflussvariablen in einem Übersichtspapier diskutiert.
Möglichkeiten der Mittelstandsförderung durch Vergaberechtsgestaltung und Vergaberechtspraxis
(2016)
Die Förderungswürdigkeit und die Förderungsfähigkeit mittelständischer Unternehmen ist ein gesamteuropäisches, wirtschaftspolitisches Anliegen. Hiervon zeugen zum einen zahlreiche Regelungen im Primär-, Sekundär-, Verfassungs- und einfachgesetzlichem Recht, zum anderen auch die Bedeutung der mittelständischen Unternehmen im wirtschaftlichen, gesellschaftlichen und sozialen Gefüge. So herrscht innerhalb der Europäischen Union nicht nur der Slogan „Vorfahrt für KMU“, sondern auch die im Frühjahr 2014 verabschiedeten Vergaberichtlinien legten ein besonderes Augenmerk auf die Förderung des Zugangs der KMU zum öffentlichen Beschaffungsmarkt. Denn gemessen am Steuerungs- und Lenkungspotenzial der Auftragsvergabe, deren Einfluss auf die Innovationstätigkeit der Wirtschaft sowie deren Auswirkungen auf die Wirtschafts- und Wettbewerbstätigkeit auf der einen Seite und dem gesamtwirtschaftlichen Stellenwert der mittelständischen Unternehmen auf der anderen Seite, sind mittelständische Unternehmen trotz zahlreicher europäischer und nationaler Initiativen im Vergabeverfahren unterrepräsentiert. Neben der undurchsichtigen Regelungsstruktur des deutschen Vergaberechts, unterliegen die mittelständischen Unternehmen vom Beginn bis zum Ende des Vergabeverfahrens besonderen Schwierigkeiten. Dieser Ausgangsbefund wurde zum Anlass genommen, um die Möglichkeiten der Mittelstandsförderung durch Vergaberechtsgestaltung und Vergaberechtspraxis erneut auf den Prüfstand zu stellen.
Der Klimawandel
(2016)
Was ist Gerechtigkeit? Wie könnten gerechte Regelungen aussehen für die Katastrophen und Leiden, die der Klimawandel auslöst bzw. auslösen wird? Diese sind häufig ungerecht, weil sie oft deutlich stärker diejenigen treffen, die am wenigsten zur Klimaveränderung beigetragen haben.
Doch was genau verstehen wir unter dem Schlagwort: ‚Klimawandel‘? Und kann dieser wirklich den Menschen direkt treffen? Ein kurzer naturwissenschaftlicher Abriss klärt hier die wichtigsten Fragen.
Da es sich hierbei um eine philosophische Arbeit handelt, muss zunächst geklärt werden, ob der Mensch überhaupt die Ursache von so etwas sein kann wie z.B. der Klimaerwärmung. Robert Spaemanns These dazu ist, dass der Mensch durch seinen freien Willen mit seinen Einzelhandlungen das Weltgeschehen verändern kann. Hans Jonas fügt dem hinzu, dass wir durch diese Fähigkeit, verantwortlich sind für die gewollten und ungewollten Folgen unserer Handlungen.
Damit wäre aus naturwissenschaftlicher Sicht (1. Teil der Arbeit) und aus philosophischer Sicht (Anfang 2. Teil) geklärt, dass der Mensch mit größter Wahrscheinlichkeit die Ursache des Klimawandels ist und diese Verursachung moralische Konsequenzen für ihn hat.
Ein philosophischer Gerechtigkeitsbegriff wird aus der Kantischen Rechts- und Moralphilosophie entwickelt, weil diese die einzige ist, die dem Menschen überhaupt ein Recht auf Rechte zusprechen kann. Diese entspringt der transzendentalen Freiheitsfähigkeit des Menschen, weshalb jedem das Recht auf Rechte absolut und immer zukommt. Gleichzeitig mündet Kants Philosophie wiederum in dem Freiheitsgedanken, indem Gerechtigkeit nur existiert, wenn alle Menschen gleichermaßen frei sein können.
Was heißt das konkret? Wie könnte Gerechtigkeit in der Realität wirklich umgesetzt werden? Die Realisierung schlägt zwei Grundrichtungen ein. John Rawls und Stefan Gosepath beschäftigen sich u.a. eingehend mit der prozeduralen Gerechtigkeit, was bedeutet, dass gerechte Verfahren gefunden werden, die das gesellschaftliche Zusammenleben regeln. Das leitende Prinzip hierfür ist vor allem: ein Mitbestimmungsrecht aller, so dass sich im Prinzip alle Bürger ihre Gesetze selbst geben und damit frei handeln.
In Bezug auf den Klimawandel steht die zweite Ausrichtung im Vordergrund – die distributive oder auch Verteilungs-Gerechtigkeit. Materielle Güter müssen so aufgeteilt werden, dass auch trotz empirischer Unterschiede alle Menschen als moralische Subjekte anerkannt werden und frei sein können.
Doch sind diese philosophischen Schlussfolgerungen nicht viel zu abstrakt, um auf ein ebenso schwer fassbares und globales Problem wie den Klimawandel angewendet zu werden? Was könnte daher eine Klimagerechtigkeit sein?
Es gibt viele Gerechtigkeitsprinzipien, die vorgeben, eine gerechte Grundlage für die Klimaprobleme zu bieten wie z.B. das Verursacherprinzip, das Fähigkeitsprinzip oder das Grandfathering-Prinzip, bei dem die Hauptverursacher nach wie vor am meisten emittieren dürfen (dieses Prinzip leitete die bisherigen internationalen Verhandlungen).
Das Ziel dieser Arbeit ist, herauszufinden, wie die Klimaprobleme gelöst werden können, so dass für alle Menschen unter allen Umständen die universellen Menschenrechte her- und sichergestellt werden und diese frei und moralisch handeln können.
Die Schlussfolgerung dieser Arbeit ist, dass Kants Gerechtigkeitsbegriff durch eine Kombination des Subsistenzemissions-Rechts, des Greenhouse-Development-Rights-Principles (GDR-Prinzip) und einer internationalen Staatlichkeit durchgesetzt werden könnte.
Durch das Subsistenzemissions-Recht hat jeder Mensch das Recht, so viel Energie zu verbrauchen und damit zusammenhängende Emissionen zu produzieren, dass er ein menschenwürdiges Leben führen kann. Das GDR-Prinzip errechnet den Anteil an der weltweiten Gesamtverantwortung zum Klimaschutz eines jeden Landes oder sogar eines jeden Weltbürgers, indem es die historischen Emissionen (Klimaschuld) zu der jetzigen finanziellen Kapazität des Landes/ des Individuums (Verantwortungsfähigkeit) hinzuaddiert. Die Implementierung von internationalen Gremien wird verteidigt, weil es ein globales, grenzüberschreitendes Problem ist, dessen Effekte und dessen Verantwortung globale Ausmaße haben.
Ein schlagendes Argument für fast alle Klimaschutzmaßnahmen ist, dass sie Synergien aufweisen zu anderen gesellschaftlichen Bereichen aufweisen wie z.B. Gesundheit und Armutsbekämpfung, in denen auch noch um die Durchsetzung unserer Menschenrechte gerungen wird.
Ist dieser Lösungsansatz nicht völlig utopisch?
Dieser Vorschlag stellt für die internationale Gemeinschaft eine große Herausforderung dar, wäre jedoch die einzig gerechte Lösung unserer Klimaprobleme. Des Weiteren wird an dem Kantischen Handlungsgrundsatz festgehalten, dass das ewige Streben auf ideale Ziele hin, die beste Verwirklichung dieser durch menschliche, fehlbare Wesen ist.
Die schulische Berufswahlvorbereitung versäumt es, Jugendliche auf die Wahl des Ausbildungsbetriebs vorzubereiten. Sie thematisiert nur die Berufswahl, obwohl die Entscheidung für eine betriebliche Ausbildung immer auch die Entscheidung für einen Ausbildungsbetrieb voraussetzt. Für die Ausbildungszufriedenheit und den -erfolg ist diese Betriebswahl zentral. Angesichts des Mismatchs am Ausbildungsmarkt ist das Thema hochrelevant.
Aus welchen Gründen entscheiden sich Jugendliche für einen Ausbildungsbetrieb? Diese Frage untersucht die vorliegende Arbeit aus prospektiver Sicht in narrativen Einzelinterviews mit 52 Schülerinnen und Schülern der 9. und 10. Klassenstufen verschiedener Schultypen und aus retrospektiver Sicht in vier multipel eingebetteten Mehrfallstudien mit 17 Auszubildenden aus vier Betrieben und in acht Berufen – jeweils in Brandenburg und Berlin. Theoretisch nähert sich diese Arbeit dem Thema über psychologische, soziologische und wirtschaftswissenschaftliche sowie interdisziplinäre Berufswahltheorien an, dem operativen Modell der Betriebswahl sowie dem hier neu entwickelten Modell der Ausbildungswahl als Entscheidungsprozess, das die beiden Wahlkomponenten Betrieb und Beruf vereint.
Drei zentrale Erkenntnisse kennzeichnen das Ergebnis der vorliegenden Arbeit:
1. Jugendliche beschäftigen sich mit der Wahl des Ausbildungsbetriebs und berücksichtigen vor allem emotionale Gründe. Diese variieren von Person zu Person.
2. Wichtigste Entscheidungsgründe für den Ausbildungsbetrieb sind der persönliche Eindruck, die inhaltliche Solidität, der Ort, das Betriebsklima, Kontakte ins Unternehmen, Perspektiven und die Bezahlung.
3. Jugendliche mit Mittlerem Schulabschluss achten besonders auf die Perspektiven nach Ausbildungsende.
Die wenigen anderen Studien zur Entscheidung für den Ausbildungsbetrieb gehen auf den am häufigsten genannten Entscheidungsgrund persönlicher Eindruck nicht ein. Auch kommen sie zu uneinheitlichen Schlüssen, für welche Personengruppe der Entscheidungsgrund Perspektiven besonders relevant ist. Es bedarf zusätzlicher Studien, um die Ergebnisse zu überprüfen und ihre statistische Verteilung in größeren Bevölkerungsgruppen zu untersuchen sowie eine belastbare, ganzheitliche Theorie zur Ausbildungswahl zu entwickeln.
Die Projektierung und Abwicklung sowie die statische und dynamische Analyse von Geschäftsprozessen im Bereich des Verwaltens und Regierens auf kommunaler, Länder- wie auch Bundesebene mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechniken beschäftigen Politiker und Strategen für Informationstechnologie ebenso wie die Öffentlichkeit seit Langem.
Der hieraus entstandene Begriff E-Government wurde in der Folge aus den unterschiedlichsten technischen, politischen und semantischen Blickrichtungen beleuchtet.
Die vorliegende Arbeit konzentriert sich dabei auf zwei Schwerpunktthemen:
• Das erste Schwerpunktthema behandelt den Entwurf eines hierarchischen Architekturmodells, für welches sieben hierarchische Schichten identifiziert werden können. Diese erscheinen notwendig, aber auch hinreichend, um den allgemeinen Fall zu beschreiben.
Den Hintergrund hierfür liefert die langjährige Prozess- und Verwaltungserfahrung als Leiter der EDV-Abteilung der Stadtverwaltung Landshut, eine kreisfreie Stadt mit rund 69.000 Einwohnern im Nordosten von München. Sie steht als Repräsentant für viele Verwaltungsvorgänge in der Bundesrepublik Deutschland und ist dennoch als Analyseobjekt in der Gesamtkomplexität und Prozessquantität überschaubar.
Somit können aus der Analyse sämtlicher Kernabläufe statische und dynamische Strukturen extrahiert und abstrakt modelliert werden.
Die Schwerpunkte liegen in der Darstellung der vorhandenen Bedienabläufe in einer Kommune. Die Transformation der Bedienanforderung in einem hierarchischen System, die Darstellung der Kontroll- und der Operationszustände in allen Schichten wie auch die Strategie der Fehlererkennung und Fehlerbehebung schaffen eine transparente Basis für umfassende Restrukturierungen und Optimierungen.
Für die Modellierung wurde FMC-eCS eingesetzt, eine am Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik GmbH (HPI) im Fachgebiet Kommunikationssysteme entwickelte Methodik zur Modellierung zustandsdiskreter Systeme unter Berücksichtigung möglicher Inkonsistenzen (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Werner Zorn [ZW07a, ZW07b]).
• Das zweite Schwerpunktthema widmet sich der quantitativen Modellierung und Optimierung von E-Government-Bediensystemen, welche am Beispiel des Bürgerbüros der Stadt Landshut im Zeitraum 2008 bis 2015 durchgeführt wurden. Dies erfolgt auf Basis einer kontinuierlichen Betriebsdatenerfassung mit aufwendiger Vorverarbeitung zur Extrahierung mathematisch beschreibbarer Wahrscheinlichkeitsverteilungen.
Der hieraus entwickelte Dienstplan wurde hinsichtlich der erzielbaren Optimierungen im dauerhaften Echteinsatz verifiziert.
[ZW07a] Zorn, Werner: «FMC-QE A New Approach in Quantitative Modeling», Vortrag anlässlich: MSV'07- The 2007 International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods WorldComp2007, Las Vegas, 28.6.2007.
[ZW07b] Zorn, Werner: «FMC-QE, A New Approach in Quantitative Modeling», Veröffentlichung, Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik an der Universität Potsdam, 28.6.2007.
Das Widerspenstige bändigen
(2016)
Dem Handeln von Lehrkräften wird in der schulischen Praxis wie in der wissenschaftlichen Literatur ein wesentlicher Einfluss auf die Qualität von schulischem Unterricht zugesprochen. Auch wenn umfangreiche normative Vorstellungen über ein gutes Lehr-Handeln bestehen, so gibt es wenig Erkenntnis darüber, welche Gründe Lehrkräfte für ihr pädagogisches Handeln haben. Das Handeln von Lehrkräften kann nur dann adäquat erfasst werden, wenn Bildung einerseits als Weitergabe von Kultur an die nachfolgende Generation und andererseits als eine vom sich bildenden Subjekt ausgehende Selbst- und Weltverständigung verstanden wird. Damit einhergehende Anforderungen an die Lehrkraft stehen notwendigerweise in Widerspruch zueinander; dies gilt besonders für eine Gesellschaft mit großer kultureller und sozialer Heterogenität. Bei der Suche nach Zusammenhängen zwischen Persönlichkeit, pädagogischem Wissen oder Kompetenzen und einem unterrichtlichen Handeln wird häufig von einer Bedingtheit dieses Handelns ausgegangen und dieses auf kognitive Aspekte und an externen Normen orientierte Merkmale verkürzt. Ertragreicher für eine Antwort auf die Frage nach den Begründungen sind wissenschaftliche Arbeiten, die Professionalität als eine Bezugnahme auf einen besonderen strukturellen Rahmen beschreiben, der durch Widersprüche geprägt ist und Entscheidungen zu den Spannungsfeldern pädagogischer Verhältnisse erfordert. Die subjektwissenschaftliche Lerntheorie bietet eine Basis für ein Verständnis eines Lernens in institutionellen Kontexten ausgehend von den Lerninteressen der Schülerinnen und Schüler. Lehren kann darauf bezugnehmend als Unterstützung von Selbst- und Weltverständigungsprozessen durch Wertschätzung, Verstehen und Angebote alternativer Bedeutungshorizonte verstanden werden. Das Handeln von Lehrkräften ist als sinngebende Bezugnahme auf daraus resultierende sowie institutionelle Anforderungen mittels gesellschaftlicher Bedeutungsstrukturen verstehbar. Das handelnde Subjekt erschließt sich selbst und die Welt mit Hilfe von Bedeutungen. Diese können verstanden werden als der Besonderheit der Biographie, der gesellschaftlichen Position sowie der Lebenslage geschuldete Reinterpretationen gesellschaftlicher Bedeutungsstrukturen. Im empirischen Verfahren können mittels eines Übergangs von sequentiellen zu komparativen Analysen Positionierungen als thematisch spezifische und über die konkrete Handlungssituation hinausreichende Bedeutungs-Begründungs-Zusammenhänge rekonstruiert werden. Daraus werden situationsunabhängige Strukturmomente des Gegenstands Lehren an beruflichen Schulen aber auch komplexe, situationsbezogene subjektive Bedeutungs-Begründungs-Muster abgeleitet. Als wesentliche strukturelle Merkmale lassen sich die Schlüsselkategorien ‚Deutungsmacht‘ und ‚instrumentelle pädagogische Beziehung‘ aus dem empirischen Material unter Zuhilfenahme weiterer theoretischer Folien entwickeln. Da Deutungsmacht auf Akzeptanz angewiesen ist und in instrumentellen Beziehungen eine kooperative Bezugnahme auf den Lehr-Lern-Gegenstand allenfalls punktuell erfolgt, können damit asymmetrische metastabile Arrangements zwischen einer Lehrkraft und Schülerinnen und Schülern verstanden werden. Als empirische Ausprägungen weist Deutungsmacht die Varianten ‚absoluter Anspruch‘, ‚Akzeptanz der Fragilität‘ und ‚Akzeptanz der Legitimität eines Infragestellens‘ auf. Bei der zweiten Schlüsselkategorie treten die Varianten ‚strukturelle Prägung‘, ‚unspezifischer allgemein-menschlicher Charakter‘ und ‚Außenprägung‘ der instrumentellen pädagogischen Beziehung auf. Die Bedeutungs-Begründungs-Musters weisen teilweise Inkonsistenzen und Übergänge in den Positionierungen bezogen auf die dargestellten Varianten auf. Nur bei einem Teil der Muster sind Bemühungen um Wertschätzung und Verstehen der Schülerinnen und Schüler plausibel ableitbar, gleiches gilt in Hinblick auf eine Offenheit für eine Revision der Muster. Die Muster, wie etwa ‚Durchsetzend-ertragendes Nachsteuern‘, ‚Direktiv-personalisierendes Praktizieren‘ oder ‚Regulierend-flexibles Managen‘ sind zu verstehen als Bewältigungsmodi der kontingenten pädagogischen (Konflikt-)Situationen, auf die sich die Fallschilderungen beziehen. Die jeweilige Lehrkraft hat dieses Muster in dem beschriebenen Fall genutzt, was allerdings keine Aussage darüber zulässt, auf welche Muster die Lehrkraft in anderen Fällen zugreifen würde. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit eignen sich als eine heuristische bzw. theoretische Folie, die Lehrkräfte beim Erschließen ihres eigenen pädagogischen Handelns - etwa in einer als Fallberatung konzipierten Fortbildung - unterstützen kann. Möglich sind Anschlüsse an andere theoretische Ansätze zum Handeln von Lehrkräften aber auch deren veränderte Einordnung. Erweitert werden die Optionen, dieses Handeln über wissenschaftliche Zugänge zu erfassen.
Die Empirie des beginnenden 21. Jahrhunderts weist mehr autoritäre Regime aus als am Ende des 20. Jahrhunderts angenommen. Die gegenwärtige Autoritarismusforschung versucht die Fortdauer dieses Regimetyps in Hinblick auf die politischen Institutionen zu erklären – dabei bleiben politische Akteure, die nicht zum Herrschaftszentrum gehören, außen vor.
Das vorliegende Projekt untersucht die Rolle und Funktion politischer Opposition in autoritären Regimen. Es wird davon ausgegangen, dass sich an der Opposition eine signifikante Charakteristik autoritärer Regime manifestiert. Das akteurszentrierte Projekt ist der qualitativ orientierten Politikwissenschaft zuzurechnen und verknüpft das Autoritarismuskonzept von Juan Linz mit klassischen Ansätzen der Oppositionsforschung und macht diese Theorien für die gegenwärtige Autoritarismusforschung nutzbar.
Die eigens entwickelte elitenorientierte Oppositionstypologie wird am Beispiel Kenias im Zeitraum 1990-2005 angewendet. Die Oppositionsgruppen werden im Institutionengefüge autoritärer Regime verortet und ihr politisches Agieren in den Dimensionen Handlungsstatus, Handlungsüberzeugung und Handlungsstrategie analysiert. Unter Beachtung der historisch gewachsenen regionalen und kulturellen Spezifika wird angenommen, dass generelle, Regionen übergreifende Aussagen zur Opposition in autoritären Regimen getroffen werden können: Kein Oppositionstyp kann allein einen Herrschaftswechsel bewirken. Der Wechsel bzw. die Fortdauer der Herrschaft hängt von der Dominanz bestimmter Oppositionstypen im Oppositionsgeflecht sowie der gleichzeitigen Schwäche anderer Oppositionstypen ab.
Durch die konzeptionelle Beschäftigung mit Opposition sowie deren empirische Erschließung soll ein substantieller Beitrag für die notwendige Debatte um autoritäre Regime im 21. Jahrhundert geleistet werden.
Diese Arbeit zu Grunde liegenden Forschung zielte darauf ab, neue schmelzbare Acrylnitril-Copolymere zu entwickeln. Diese sollten im Anschluss über ein Schmelzspinnverfahren zur Chemiefaser geformt und im letzten Schritt zur Carbonfaser konvertiert werden. Zu diesem Zweck wurden zunächst orientierende Untersuchungen an unterschiedlichen Copolymeren des Acrylnitril aus Lösungspolymerisation durchgeführt. Die Untersuchungen zeigten, dass elektrostatische Wechselwirkungen besser als sterische Abschirmung dazu geeignet sind, Schmelzbarkeit unterhalb der Zersetzungstemperatur von Polyacrylnitril zu bewirken. Aus der Vielzahl untersuchter Copolymere stellten sich jene mit Methoxyethylacrylat (MEA) als am effektivsten heraus. Für diese Copolymere wurden sowohl die Copolymerisationsparameter bestimmt als auch die grundlegende Kinetik der Lösungspolymerisation untersucht. Die Copolymere mit MEA wurden über Schmelzspinnen zur Faser umgeformt und diese dann untersucht. Hierbei wurden auch Einflüsse verschiedener Parameter, wie z.B. die der Molmasse, auf die Fasereigenschaften und -herstellung untersucht. Zuletzt wurde ein Heterophasenpolymerisationsverfahren zur Herstellung von Copolymeren aus AN/MEA entwickelt; dadurch konnten die Materialeigenschaften weiter verbessert werden. Zur Unterdrückung der thermoplastischen Eigenschaften der Fasern wurde ein geeignetes Verfahren entwickelt und anschließend die Konversion zu Carbonfasern durchgeführt.
Physikalische Hydrogele gewinnen derzeit als Zellsubstrate zunehmend an Interesse, da Viskoelastizität oder Stressrelaxation ein bedeutender Parameter in der Mechanotransduktion ist, der bisher vernachlässigt wurde. In dieser Arbeit wurden multi-funktionelle Polyurethane entworfen, die über einen neuartigen Gelierungsmechanismus physikalische Hydrogele bilden. In Wasser bilden die anionischen Polyurethane spontan Aggregate, welche durch elektrostatische Abstoßung in Lösung gehalten werden. Eine schnelle Gelierung kann von hier aus durch Ladungsabschirmung erreicht werden, wodurch die Aggregation voranschreitet und ein Netzwerk ausgebildet wird. Dies kann durch die Zugabe von verschiedenen Säuren oder Salzen geschehen, sodass sowohl saure (pH 4 - 5) als auch pH-neutrale Hydrogele erhalten werden können. Während konventionelle Hydrogele auf Polyurethan-Basis in der Regel durch toxische isocyanat-haltige Präpolymere hergestellt werden, eignet sich der hier beschriebene physikalische Gelierungsmechanismus für in situ Anwendungen in sensitiven Umgebungen. Sowohl Härte als auch Stressrelaxation der Hydrogele können unabhängig voneinander über einen breiten Bereich eingestellt werden. Darüberhinaus zeichnen sich die Hydrogele durch exzellente Stressregeneration aus.
Die Annäherung von Entwicklung und Sicherheit seit Beginn der 1990er Jahre gilt in Teilen der Fachöffentlichkeit als wesentliches Merkmal einer zunehmenden Eigennutz- und Interessenorientierung der deutschen Entwicklungspolitik nach Ende des Ost-West-Konflikts. Den Ausgangspunkt der vorliegenden Untersuchung bildete die Skepsis gegenüber diesem Befund eines Wandels deutscher Entwicklungspolitik weg von moralischen Begründungszusammenhängen und hin zu nationaler Interessenpolitik seit Beginn der 1990er Jahre. Diese Skepsis begründet sich in der Annahme, dass die bisherige Kritik gegenüber einer möglichen Versicherheitlichung von Entwicklungspolitik die Rolle von eigennutzorientierten Interessen als erklärendem Faktor überbetont und gleichzeitig ideellen Strukturen und deren möglichem Wandel als konstitutivem Faktor für politische Prozesse zu wenig Aufmerksamkeit schenkt. Die Forschungsfrage lautet dementsprechend: Kann die deutsche Entwicklungspolitik im Lichte der Verknüpfung von Entwicklung und Sicherheit als zunehmend interessenorientiert gedeutet werden und hat sich damit ein grundlegender Politikwandel vollzogen?
Theoretisch knüpft die Arbeit an die konstruktivistisch-orientierte Forschung im Thema Entwicklung und Sicherheit an und entwickelt diese weiter. Für die Herleitung der theoretischen Position wird auf konstruktivistische Überlegungen in den Theorien der Internationalen Beziehungen rekurriert. Im Vordergrund stehen dabei jene Ansätze der Internationalen Beziehungen, die die konstruktivistische Wende nicht nur ontologisch, sondern auch epistemologisch vollziehen und der Rolle von Sprache besondere Aufmerksamkeit schenken. In empirischer Hinsicht wird die Verknüpfung von Entwicklung und Sicherheit in der deutschen staatlichen Entwicklungspolitik anhand von Interpretationen dieser Verknüpfung im Agenda-Setting und in der Politikformulierung untersucht. Der Untersuchungszeitraum der empirischen Analyse beläuft sich auf die Amtsjahre der SPD-Politikerin Heidemarie Wieczorek-Zeul als Bundesministerin für wirtschaftliche Entwicklung und Zusammenarbeit, nämlich 1998 2009. Der Datenkorpus der Untersuchung in Agenda-Setting und Politikformulierung umfasst über 50 Reden von Mitgliedern der Bundesregierung sowie ausgewählte offizielle Politikdokumente, in denen relevante Textpassagen enthalten sind. Die beispielhafte Untersuchung der Institutionalisierung im Lichte der Verknüpfungen von Entwicklung und Sicherheit bezieht sich auf weitere Primär- und Sekundärquellen.
Auf der Grundlage der empirischen Analyse wird deutlich, dass unterschiedliche Interpretationen in der staatlichen deutschen Entwicklungspolitik hinsichtlich der Verknüpfung von Entwicklung und Sicherheit über den Untersuchungszeitraum 1998 - 2009 nachgezeichnet werden können. Bemerkenswert ist dabei insbesondere die diffuse Vielfalt der Konstruktionen des Sicherheitsbegriffs. Außerdem wird anhand der empirischen Untersuchung nachgezeichnet, dass zum Teil erhebliche Unterschiede bestehen zwischen den Verknüpfungen von Entwicklung und Sicherheit auf der ressortübergreifenden Ebene einerseits und der entwicklungspolitischen Ebene andererseits. Auch die beispielhafte Diskussion von Meilensteinen der institutionalisierten Entwicklungspolitik bestätigt diese Varianzen, die durch die nuancierte Analyse sprachlicher Konstruktionen sichtbar gemacht werden konnte. Ausgehend vom empirischen Ergebnis der Varianz und Variabilität der Begründungsmuster für die Verknüpfungen von Entwicklung und Sicherheit ist es nunmehr möglich, Schlussfolgerungen im Hinblick auf die Forschungsfrage zu ziehen: Ist deutsche Entwicklungspolitik im Lichte der Verknüpfung von Entwicklung und Sicherheit zunehmend eigennutz- und interessenorientiert?
In den Anfangsjahren von Wieczorek-Zeul spielen normative Aspekte wie Gerechtigkeit und Frieden im Zusammenhang mit der Genese des Themenfelds Frieden und Sicherheit eine wichtige Rolle. Prägend für die Politikformulierung sind dabei vor allem die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Globalisierung, die den Ausgangspunkt für die Formulierung der von Wieczorek-Zeul geprägten Globalen Strukturpolitik bilden. Eine Eigennutzorientierung im realistischen Sinne scheint nur dann präsent, wenn es um unser Interesse der Wohlstandssicherung geht. Entwicklungspolitische Friedenförderung und Krisenpräventionen dienen dazu, die ökonomischen Kosten von Kriegen zu verringern und leisten einen Beitrag zur Vermeidung von wohlstandsgefährdender Migration. Es wird auf einen Sicherheitsbegriff rekurriert, der die Menschliche Sicherheit der Bevölkerung in den Entwicklungs- und Transformationsländern in den Vordergrund stellt. Nach 9/11 verschieben sich die sprachlichen Konstruktionen weg von unserem Wohlstand und dem Frieden weltweit in Richtung unsere Sicherheit. Artikulierte Eigennutzorientierung mit Bezug auf Sicherheit gewinnt an Dominanz gegenüber moralischen Begründungszusammenhängen. Diese Entwicklung lässt sich vor allem im Rahmen der ressortübergreifenden Interpretationen des Zusammenhangs von Entwicklung und Sicherheit nachzeichnen. Auch bei dieser ressortübergreifenden Verschiebung lässt sich die Verknüpfung von Entwicklung und Sicherheit auf der Ebene des für die deutsche Entwicklungspolitik federführenden Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) hingegen weiterhin als vorwiegend verpflichtungsorientiert deuten. Erst mit der Großen Koalition ab 2005 kann von umfassenderer Neu-Interpretation der Verknüpfung von Entwicklung und Sicherheit ausgegangen werden: Wohlstand und Sicherheit in der Welt werden nunmehr gleichermaßen als in unserem Interesse artikuliert, die neben der internationalen Verpflichtung zur Friedenssicherung als gleichwertig eingeschätzt werden können
Zusammenfassend bringen diese empirischen Ergebnisse im Lichte der theoretischen Deutung ein nuancierter es Bild hervor als in der bisherigen Forschung mit ihrem meist einseitigen Fokus auf einer zunehmenden Interessenorientierung angenommen wurde. Die ideellen Bezüge waren immer präsent als prägender Faktor für die deutsche Entwicklungspolitik, sie haben sich allerdings im Zeitverlauf verändert. Der theoretische Ertrag der Studie und die Policy-Relevanz liegen auf mehreren Ebenen. Erstens wird mit der differenzierten Untersuchung und Deutung deutscher Entwicklungspolitik im Lichte der Verknüpfungen von Entwicklung und Sicherheit die Forschung zum Thema Versicherheitlichung von Entwicklungspolitik angereichert und deren theoretische Prämissen weiterentwickelt. Zweitens leistet die Arbeit einen Beitrag zur Forschung zur deutschen Entwicklungspolitik. Mit der vorliegenden Studie wird diese oft an der Umsetzung und Praxis interessierte Forschung durch die theoretische Beschäftigung mit der Deutung deutscher Entwicklungspolitik angereichert. Dieser Beitrag ergibt sich konkret aus der Anwendung theoretischer Überlegungen der Sicherheitsstudien, aus dem konstruktivistischen Strang der Theorien der Internationalen Beziehungen (IB) sowie konzeptionellen Überlegungen aus der Policy-Forschung, die miteinander verknüpft werden.
Protektiver Effekt von 6-Shogaol, Ellagsäure und Myrrhe auf die intestinale epitheliale Barriere
(2016)
Viele bioaktive Pflanzeninhaltsstoffe bzw. Pflanzenmetabolite besitzen antiinflammatorische Eigenschaften. Diese versprechen ein hohes Potential für den Einsatz in der Phytotherapie bzw. Prävention von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED). Eine intestinale Barrieredysfunktion ist ein typisches Charakteristikum von CED Patienten, die dadurch an akuter Diarrhoe leiden.
In dieser Arbeit werden die Pflanzenkomponenten 6-Shogaol, Ellagsäure und Myrrhe an den intestinalen Kolonepithelzellmodellen HT-29/B6 und Caco-2 auf ihr Potential hin, die intestinale Barriere zu stärken bzw. eine Barrieredysfunktion zu verhindern, untersucht. Hauptschwerpunkt der Analysen ist die parazelluläre Barrierefunktion und die Regulation der dafür entscheidenden Proteinfamilie der Tight Junctions (TJs), der Claudine.
Die Barrierefunktion wird durch Messung des transepithelialen Widerstands (TER) und der Fluxmessung in der Ussing-Kammer bestimmt. Dazu werden die HT-29/B6- und Caco-2-Monolayer mit den Pflanzenkomponenten (6-Shogaol, Ellagsäure, Myrrhe), dem proinflammatorischen Zytokin TNF-α oder der Kombination von beiden Subsztanzen für 24 oder 48 h behandelt. Außerdem wurden zur weiteren Charakterisierung die Expression sowie die Lokalisation der für die parazelluläre Barriere relevanten Claudine, die TJ-Ultrastruktur und verschiedene Signalwege analysiert.
In Caco-2-Monolayern führten Ellagsäure und Myrrhe, nicht aber 6-Shogaol, allein zu einem TER-Anstieg bedingt durch eine verringerte Permeabilität für Natriumionen. Myrrhe verminderte die Expression des Kationenkanal-bildenden TJ-Proteins Claudin-2 über die Inhibierung des PI3K/Akt-Signalweges, während Ellagsäure die Expression der TJ-Proteine Claudin-4 und -7 reduzierte. Alle Pflanzenkomponenten schützten in den Caco-2-Zellen vor einer TNF-α-induzierten Barrieredysfunktion.
An den HT-29/B6-Monolayern änderte keine der Pflanzenkomponenten allein die Barrierefunktion. Die HT-29/B6-Zellen reagierten auf TNF-α mit einer deutlichen Verminderung des TER und einer erhöhten Fluoreszein-Permeabilität. Die TER-Abnahme war durch eine PI3K/Akt-vermittelte gesteigerte Claudin-2-Expression sowie eine NFκB-vermittelte Umverteilung des abdichtenden TJ-Proteins Claudin-1 gekennzeichnet. 6-Shogaol konnte den TER-Abfall partiell hemmen sowie die PI3K/Akt-induzierte Claudin-2-Expression und die NFκB-bedingte Claudin-1-Umverteilung verhindern. Ebenso inhibierte Myrrhe, nicht aber Ellagsäure, den TNF-α-induzierten TER-Abfall. Dabei konnte Myrrhe zwar den Claudin-2-Expressionsanstieg und die Claudin-1-Umverteilung unterbinden, jedoch weder die NFκB- noch die PI3K/Akt-Aktivierung hemmen. Diese Arbeit zeigt, dass auch STAT6 an dem Claudin-2-Expressionsanstieg durch
TNF-α in HT-29/B6-Zellen beteiligt ist. So wurde durch Myrrhe die TNF-α-induzierte Phosphorylierung von STAT6 und die erhöhte Claudin-2-Expression inhibiert.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Pflanzenkomponenten 6-Shogaol, Ellagsäure und Myrrhe mit unterschiedlichen Mechanismen stärkend auf die Barriere einwirken. Zur Behandlung von intestinalen Erkrankungen mit Barrieredysfunktion könnten daher Kombinationspräparate aus verschiedenen Pflanzen effektiver sein als Monopräparate.
Im Verlauf dieser Arbeit sind Blockcopolymere verschiedener Ladung auf Basis von PEO mit hohen Molekulargewichten durch lebendende freie radikalische Polymerisation hergestellt worden. Die Polymere sind einfach im Grammmaßstab herstellbar. Sie zeigen sowohl einen großen Einfluss auf die Nukleation als auch auf die Auflösung von Calciumphosphat. Gleichwohl scheint das Vorhandensein von positiven Gruppen (Kationen, Ampholyten und Betainen) keinen dramatischen Einfluss auf die Nukleation zu haben.
So verursachen Polymere mit positiven Ladungen die gleiche Retentionwirkung wie solche, die ausschließlich anionische Gruppen enthalten. Aus der Verwendung der kationischen, ampholytischen und betainischen Copolymere resultiert allerdings eine andersartige Morphologie der Niederschläge, als aus der Verwendung der Anionischen hervorgeht. Bei der Stabilisierung einer HAP-Oberfläche setzt sich dieser Trend fort, das heißt, rein anionische Copolymere wirken stärker stabilisierend als solche, die positive Ladungen enthalten. Durch Inkubation von menschlichem Zahnschmelz mit anionischen Copolymeren konnte gezeigt werden, dass die Biofilmbildung verglichen mit einer unbehandelten Zahnoberfläche eingeschränkt abläuft. All dies macht die Polymere zu interessanten Additiven für Zahnpflegeprodukte.
Zusätzlich konnten auf Basis dieser rein anionischen Copolymere Polymerbürsten, ebenfalls über lebendende freie radikalische Polymerisation, hergestellt werden. Diese zeichnen sich durch einen großen Einfluss auf die Kristallphase aus und bilden mit dem CHAP des AB-Types das Material, welches auch in Knochen und Zähnen vorkommt. Erste Cytotoxizitätstests lassen auf das große Potential dieser Polymerbürsten für Beschichtungen in der Medizintechnik schließen.
Die Dissertation befasst sich mit der Organisation von humanitären Lufttransporten bei internationalen Katastrophen. Diese Flüge finden immer dann statt, wenn die eigene Hilfeleistungsfähigkeit der von Katastrophen betroffenen Regionen überfordert ist und Hilfe aus dem Ausland angefordert wird. Bei jedem der darauffolgenden Hilfseinsätze stehen Hilfsorganisationen und weitere mit der Katastrophenhilfe beteiligte Akteure erneut vor der Herausforderung, in kürzester Zeit eine logistische Kette aufzubauen, damit die Güter zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge am richtigen Ort eintreffen.
Humanitäre Lufttransporte werden in der Regel als Charterflüge organisiert und finden auf langen Strecken zu Zielen statt, die nicht selten abseits der hochfrequentierten Warenströme liegen. Am Markt ist das Angebot für derartige Transportdienstleistungen nicht gesichert verfügbar und unter Umständen müssen Hilfsorganisationen warten bis Kapazitäten mit geeigneten Flugzeugen zur Verfügung stehen. Auch qualitativ sind die Anforderungen von Hilfsorganisationen an die Hilfsgütertransporte höher als im regulären Linientransport.
Im Rahmen der Dissertation wird ein alternatives Organisationsmodell für die Beschaffung und den Betrieb sowie die Finanzierung von humanitären Lufttransporten aufgebaut. Dabei wird die gesicherte Verfügbarkeit von besonders flexibel einsetzbaren Flugzeugen in Betracht gezogen, mit deren Hilfe die Qualität und insbesondere die Planbarkeit der Hilfeleistung verbessert werden könnte.
Ein idealtypisches Modell wird hier durch die Kopplung der Kollektivgütertheorie, die der Finanzwissenschaft zuzuordnen ist, mit der Vertragstheorie als Bestandteil der Neuen Institutionenökonomik erarbeitet.
Empirische Beiträge zur Vertragstheorie bemängeln, dass es bei der Beschaffung von transaktionsspezifischen Investitionsgütern, wie etwa Flugzeugen mit besonderen Eigenschaften, aufgrund von Risiken und Umweltunsicherheiten zu ineffizienten Lösungen zwischen Vertragspartnern kommt. Die vorliegende Dissertation zeigt eine Möglichkeit auf, wie durch Aufbau einer gemeinsamen Informationsbasis ex-ante, also vor Vertragsschluss, Risiken und Umweltunsicherheiten reduziert werden können. Dies geschieht durch eine temporale Erweiterung eines empirischen Modells zur Bestimmung der Organisationsform bei transaktionsspezifischen Investitionsgütern aus der Regulierungsökonomik.
Die Arbeitet leistet darüber hinaus einen Beitrag zur Steigerung der Effizienz in der humanitären Logistik durch die fallspezifische Betrachtung von horizontalen Kooperationen und Professionalisierung der Hilfeleistung im Bereich der humanitären Luftfahrt.
Für alle Organismen ist die Aufrechterhaltung ihres energetischen Gleichgewichts unter fluktuierenden Umweltbedingungen lebensnotwendig. In Eukaryoten steuern evolutionär konservierte Proteinkinasen, die in Pflanzen als SNF1-RELATED PROTEIN KINASE1 (SnRK1) bezeichnet werden, die Adaption an Stresssignale aus der Umwelt und an die Limitierung von Nährstoffen und zellulärer Energie. Die Aktivierung von SnRK1 bedingt eine umfangreiche transkriptionelle Umprogrammierung, die allgemein zu einer Repression energiekonsumierender Prozesse wie beispielsweise Zellteilung und Proteinbiosynthese und zu einer Induktion energieerzeugender, katabolischer Stoffwechselwege führt. Wie unterschiedliche Signale zu einer generellen sowie teilweise gewebe- und stressspezifischen SnRK1-vermittelten Antwort führen ist bisher noch nicht ausreichend geklärt, auch weil bislang nur wenige Komponenten der SnRK1-Signaltransduktion identifiziert wurden. In dieser Arbeit konnte ein Protein-Protein-Interaktionsnetzwerk um die SnRK1αUntereinheiten aus Arabidopsis AKIN10/AKIN11 etabliert werden. Dadurch wurden zunächst Mitglieder der pflanzenspezifischen DUF581-Proteinfamilie als Interaktionspartner der SnRK1α-Untereinheiten identifiziert. Diese Proteine sind über ihre konservierte DUF581Domäne, in der ein Zinkfinger-Motiv lokalisiert ist, fähig mit AKIN10/AKIN11 zu interagieren. In planta Ko-Expressionsanalysen zeigten, dass die DUF581-Proteine eine Verschiebung der nucleo-cytoplasmatischen Lokalisierung von AKIN10 hin zu einer nahezu ausschließlichen zellkernspezifischen Lokalisierung begünstigen sowie die Ko-Lokalisierung von AKIN10 und DUF581-Proteinen im Nucleus. In Bimolekularen Fluoreszenzkomplementations-Analysen konnte die zellkernspezifische Interaktion von DUF581-Proteinen mit SnRK1α-Untereinheiten in planta bestätigt werden. Außerhalb der DUF581-Domäne weisen die Proteine einander keine große Sequenzähnlichkeit auf. Aufgrund ihrer Fähigkeit mit SnRK1 zu interagieren, dem Fehlen von SnRK1Phosphorylierungsmotiven sowie ihrer untereinander sehr variabler gewebs-, entwicklungs- und stimulusspezifischer Expression wurde für DUF581-Proteine eine Funktion als Adaptoren postuliert, die unter bestimmten physiologischen Bedingungen spezifische Substratproteine in den SnRK1-Komplex rekrutieren. Auf diese Weise könnten DUF581Proteine die Interaktion von SnRK1 mit deren Zielproteinen modifizieren und eine Feinjustierung der SnRK1-Signalweiterleitung ermöglichen. Durch weiterführende Interaktionsstudien konnten DUF581-interagierende Proteine darunter Transkriptionsfaktoren, Proteinkinasen sowie regulatorische Proteine gefunden werden, die teilweise ebenfalls Wechselwirkungen mit SnRK1α-Untereinheiten aufzeigten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eines dieser Proteine für das eine Beteiligung an der SnRK1Signalweiterleitung als Transkriptionsregulator vermutet wurde näher charakterisiert. STKR1 (STOREKEEPER RELATED 1), ein spezifischer Interaktionspartner von DUF581-18, gehört zu einer pflanzenspezifischen Leucin-Zipper-Transkriptionsfaktorfamilie und interagiert in Hefe sowie in planta mit SnRK1. Die zellkernspezifische Interaktion von STKR1 und AKIN10 in Pflanzen unterstützt die Vermutung der kooperativen Regulation von Zielgenen. Weiterhin stabilisierte die Anwesenheit von AKIN10 die Proteingehalte von STKR1, das wahrscheinlich über das 26S Proteasom abgebaut wird. Da es sich bei STKR1 um ein Phosphoprotein mit SnRK1-Phosphorylierungsmotiv handelt, stellt es sehr wahrscheinlich ein SnRK1-Substrat dar. Allerdings konnte eine SnRK1-vermittelte Phosphorylierung von STKR1 in dieser Arbeit nicht gezeigt werden. Der Verlust von einer Phosphorylierungsstelle beeinflusste die Homo- und Heterodimerisierungsfähigkeit von STKR1 in Hefeinteraktionsstudien, wodurch eine erhöhte Spezifität der Zielgenregulation ermöglicht werden könnte. Außerdem wurden Arabidopsis-Pflanzen mit einer veränderten STKR1-Expression phänotypisch, physiologisch und molekularbiologisch charakterisiert. Während der Verlust der STKR1-Expression zu Pflanzen führte, die sich kaum von Wildtyp-Pflanzen unterschieden, bedingte die konstitutive Überexpression von STKR1 ein stark vermindertes Pflanzenwachstum sowie Entwicklungsverzögerungen hinsichtlich der Blühinduktion und Seneszenz ähnlich wie sie auch bei SnRK1α-Überexpression beschrieben wurden. Pflanzen dieser Linien waren nicht in der Lage Anthocyane zu akkumulieren und enthielten geringere Gehalte an Chlorophyll und Carotinoiden. Neben einem erhöhten nächtlichen Stärkeumsatz waren die Pflanzen durch geringere Saccharosegehalte im Vergleich zum Wildtyp gekennzeichnet. Eine Transkriptomanalyse ergab, dass in den STKR1-überexprimierenden Pflanzen unter Energiemangelbedingungen, hervorgerufen durch eine verlängerte Dunkelphase, eine größere Anzahl an Genen im Vergleich zum Wildtyp differentiell reguliert war als während der Lichtphase. Dies spricht für eine Beteiligung von STKR1 an Prozessen, die während der verlängerten Dunkelphase aktiv sind. Ein solcher ist beispielsweise die SnRK1-Signaltransduktion, die unter energetischem Stress aktiviert wird. Die STKR1Überexpression führte zudem zu einer verstärkten transkriptionellen Induktion von Abwehrassoziierten Genen sowie NAC- und WRKY-Transkriptionsfaktoren nach verlängerter Dunkelphase. Die Transkriptomdaten deuteten auf eine stimulusunabhängige Induktion von Abwehrprozessen hin und konnten eine Erklärung für die phänotypischen und physiologischen Auffälligkeiten der STKR1-Überexprimierer liefern.