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Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Lebenslauf 1\. Einleitung 2.1 Literatur Teil 1 2.2 Literatur Teil 2 2.3 Literatur Teil 3 3\. Zielstellung der Arbeit 4\. Material und Methoden 5\. Versuchsauswerung und Statistik 6\. Ergebnisse 7\. Diskussion 8\. Zusammenfassung 9\. Summary Literaturverzeichnis, Interaktive Regulationsmuster verschiedener Transmissionssysteme sind grundlegende Mechanismen physiologischer Hirnfunktion. Nicht die Betrachtung von Transmissionssystemen in ihrer Singularität, sondern der Untersuchungsansatz, die Funktionsweise des ZNS als interagierendes System zu verstehen, verspricht eine Weiterentwicklung in der Erkenntnis physiologischer sowie pathophysiologischer Zusammenhänge. Bisherige Daten über wechselseitige Beziehungen zwischen dopaminergem und serotonergem Transmissionssystem verweisen auf eine Komplexität, die mit ihrem klinischem Hintergrund ein Potential der gegenseitigen Kompensation zentraler Funktionsdefizite erwarten lässt. Mit dem Ziel, diese Interaktion auf Ebene der dopaminergen Transmissionsregulation im STR genauer zu charakterisieren, ist in vorliegender Arbeit mit Hilfe in vivo voltammetrischer Methodik die Funktion des striatalen DAT in Folge einer 5-HT-Läsion untersucht worden. Aufgabenstellung war, den DAT-vermittelten hochaffinen striatalen DA-Uptake nach Läsion der kranialen Raphekerne (DRN bzw. MRN) zu ermitteln und einen möglichen läsionsbedingten Effekt in seiner zeitlichen Ausprägung sowie Altersabhängigkeit darzustellen. Die Untersuchungen wurden an Ratten vom Stamm Sprague Dawley vorgenommen. Tiere zweier Altersklassen (7 Wochen bzw. 10 Monate) erhielten durch Applikation des Neurotoxins 5,7-DHT in jeweils einen der kranialen Raphekerne, DRN oder MRN, eine direkte Läsion der Ursprungsgebiete der zentralen serotonergen Projektion. Nach einem Zeitraum von einer, drei oder neun Wochen folgte unter Anwendung des voltammetrischen Verfahrens der CA und nach elektrisch stimulierter Transmitterfreisetzung (Stimulation des MFB) die Bestimmung der striatalen DA-Clearancerate. Es wurden Messreihen jeweils vor und nach Blockade der DAT durch den DAT- Inhibitor GBR 12909 vorgenommen. Im Anschluss an die voltammetrische Untersuchung wurden die Gehirne perfusionsfixiert und der Läsionserfolg 5-HT- immunhistochemisch überprüft. Die Auswertung des amperometrischen Messsignals mit Berechnung der Geschwindigkeitskonstanten k [1/s] des hochaffinen striatalen DA-Uptakes erfolgte auf Grundlage eines kinetischen Modells. Die Ergebnisse vorliegender Studie verdeutlichen eine Abhängigkeit des striatalen DAT von der serotonergen Funktion. Sowohl bei den jungen, als auch den adulten Tieren zeigte sich im Vergleich zu Scheinläsionen und unbehandelten Kontrollen eine Verlangsamung des striatalen hochaffinen DA-Uptakes eine Woche nach 5-HT- Läsion. Bei den Jungtieren, nicht aber bei den Adulten, war dieser Effekt auch drei Wochen nach Läsionswirkung feststellbar, nach neun Wochen konnte diese DAT-Funktionsänderung bei beiden Altersklassen nicht mehr beobachtet werden. Die Daten vor und nach Gabe von GBR 12909 verweisen zusätzlich auf weitere regulative Mechanismen, die mit serotonerger Läsion bzw. einer herabgesetzten DAT-Funktion auftreten. Es hat sich mit den Ergebnissen dieser Studie bestätigt, dass das serotonerge und dopaminerge System in enger Wechselwirkung bzw. einem Abhängigkeitsverhältnis zueinander stehen. Die herausragende Rolle des dopaminergen Systems für striatale- und insgesamt BG-Funktionen hebt die Bedeutung von Erkenntnissen hervor, die mit dem Verständnis regulativer Steuergrößen einhergehen. Die Abhängigkeit des gezeigten Effektes vom Tieralter unterstützt Studien zu Alterungsprozessen des ZNS, welche veränderte anatomische, biochemische und elektrophysiologische Bedingungen beschreiben. Es liegt daher nahe, dass auftretenden Funktionsstörungen altersabhängig unterschiedliche Regulationsmuster entgegenwirken. Obwohl die Daten dieser Studie eine umfassende Interpretation des gezeigten Effektes nicht ermöglichen, kann mit Hintergrund der bisherigen Erkenntnisse zu Interaktionen beider aminerger Transmittersysteme vermutet werden, dass es sich bei den Veränderungen der DAT-Funktion um eine kompensatorische Leistung des ZNS handeln könnte, das serotonerge Defizit auszugleichen., The fundamental physiological functions of the brain can be described by interactive regulation models of various transmission systems. A better understanding of physiological and pathophysiological connections can be achieved, if, rather than describing transmissions systems singly, the functions of the central nervous system are seen as an interactive network. Previous research on cross-relations between the dopamine and serotonin transmission systems suggest a complexity, with reciprocal compensation of functional deficits. The objective of this study was to investigate the interaction of both transmission systems by characterising regulative mechanisms of dopaminergic transmission in the striatum. In vivo voltammetry was used to examine the function of the striatal dopamine transporter (DAT) after 5,7-dihydroxytryptamine-lesion of the cranial raphe nuclei of Sprague Dawley rats. The aim was to describe the DAT-mediated high affinity dopamine uptake after lesions to the dorsal or median raphe nucleus and also to detect any lesion-related time-dependent or age-dependent effects. Seven and ten weeks old animals were lesioned with the neurotoxin 5,7-DHT injected in one of the cranial raphe nuclei to ensure direct lesion of the original areas of serotonergic projection. The electrically evoked striatal dopamine clearance was measured one, three or nine weeks after lesion using continuous amperometry. Measurements were conducted before and after the DAT was blocked by the DAT-inhibitor GBR 12909. Following the voltammetric investigations brains were preserved by perfusion, and successful lesions were confirmed by 5-HT immunohistochemistry. A kinetic model was used to calculate the rateconstante k [1/s] of high affinity dopamine uptake from the measured amperometric signals. The results of this study demonstrate the dependence of the striatal DAT on the serotonin function. A slow down of the striatal high affinity dopamine uptake one week after 5-HT lesion was observed in both, young and old animals, when compared to sham-lesioned rats and untreated controls. Young animals, but not adults, showed the same effect three weeks post-lesion, while no functional DAT-changes were detected after nine weeks. Measurements taken before and after administration of GBR 12909 also suggest additional regulatory mechanisms, which appear with serotonergic lesions and reduced DAT-function. The results of this study show, that the serotonergic and dopaminergic systems have a close interaction and interdependence. The importance of the dopamine system for the striatal and general basal ganglia functions emphasises necessity of understanding regulative control mechanisms. The demonstrated age-dependent effect is in agreement with studies on aging processes of the CNS, which describe anatomical, biochemical and electrophysiological changes. It appears therefore that functional disturbances are compensated by various regulatory mechanisms, dependent on age. The data of this study do not allow extensive interpretation. However, based on the knowledge of the interaction of the serotonin and dopamine transmission systems, one could suggest that the recorded changes of dopamine transmission are produced as a compensatory effort of the CNS to balance out the deficit of central serotonin.

Context: Agroforestry systems in temperate Europe are known to provide both, provisioning and regulating ecosystem services (ES). Yet, it is poorly understood how these systems affect ES provision at a landscape scale in contrast to agricultural practises. Objectives: This study aimed at developing a novel, spatially explicit model to assess and quantify bundles of provisioning and regulating ES provided by landscapes with and without agroforestry systems and to test the hypothesis that agroforestry landscapes provide higher amounts of regulating ES than landscapes dominated by monocropping. Methods: Focussing on ES that are relevant for agroforestry and agricultural practices, we selected six provisioning and regulating ES biomass production , groundwater recharge , nutrient retention , soil preservation , carbon storage , habitat and gene pool protection . Algorithms for quantifying these services were identified, tested, adapted, and applied in a traditional cherry orchard landscape in Switzerland, as a case study. Eight landscape test sites of 1 km × 1 km, four dominated by agroforestry and four dominated by agriculture, were mapped and used as baseline for the model. Results: We found that the provisioning ES, namely the annual biomass yield, was higher in landscape test sites with agriculture, while the regulating ES were better represented in landscape test sites with agroforestry. The differences were found to be statistically significant for the indicators annual biomass yield, groundwater recharge rate, nitrate leaching, annual carbon sequestration, flowering resources, and share of semi-natural habitats. Conclusions: This approach provides an example for spatially explicit quantification of provisioning and regulating ES and is suitable for comparing different land use scenarii at landscape scale. (c) 2018, Springer Nature B.V. We acknowledge funding through Grant 613520 from the European Commission (Project AGFORWARD, 7th Framework Program).

This is a post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in Agroforestry Systems. The final authenticated version is available online at: http://dx.doi.org/10.1007/s10457-017-0132-3 Agroforestry systems are known to provide ecosystem services which differ in quantity and quality from conventional agricultural practices and could enhance rural landscapes. In this study we compared ecosystem services provision of agroforestry and non-agroforestry landscapes in case study regions from three European biogeographical regions: Mediterranean (montado and dehesa), Continental (orchards and wooded pasture) and Atlantic agroforestry systems (chestnut soutos and hedgerows systems). Seven ecosystem service indicators (two provisioning and five regulating services) were mapped, modelled and assessed. Clear variations in amount and provision of ecosystem services were found between different types of agroforestry systems. Nonetheless regulating ecosystems services were improved in all agroforestry landscapes, with reduced nitrate losses, higher carbon sequestration, reduced soil losses, higher functional biodiversity focussed on pollination and greater habitat diversity reflected in a high proportion of semi-natural habitats. The results for provisioning services were inconsistent. While the annual biomass yield and the groundwater recharge rate tended to be higher in agricultural landscapes without agroforestry systems, the total biomass stock was reduced. These broad relationships were observed within and across the case study regions regardless of the agroforestry type or biogeographical region. Overall our study underlines the positive influence of agroforestry systems on the supply of regulating services and their role to enhance landscape structure We acknowledge funding through Grant 613520 from the European Commission (Project AGFORWARD, 7th Framework Program), the Xunta de Galicia, Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (“Programa de axudas á etapa posdoutoral DOG no. 122, 29/06/2016 p.27443, exp: ED481B 2016/071-0”), the Forest Research Center strategic project (PEst OE/AGR/UI0239/2014) and the Portuguese Foundation for Science and Technology through the contract SFRH/BD/52691/2014 SI