Temporal acuity in developmental dyslexia across the life span : Tactile, auditory, visual, and crossmodal estimations

Taustaa Kehityksellinen dysleksia (lukivaikeus) on erityinen lukemaan oppimisen vaikeus, johon liittyy usein myös vaikeuksia kirjoittamaan oppimisessa. Lukivaikeuden oletetaan useissa tapauksissa johtuvan vaikeudesta käsitellä kielen äännerakenteita (fonologinen prosessointi). Tämä poikkeavuus voi olla joko lukivaikeuden perimmäinen syy tai vaihtoehtoisesti ongelmat äänteiden käsittelyssä voivat heijastaa jotain vielä perustavamman tason vaikeutta. Eräs tällainen ehdotettu perustavan tasoin syy on poikkeavuus aistien toiminnoissa, erityisesti aistien aikatarkkuudessa. Aikatarkkuudella tarkoitetaan kykyä ja rajoja siinä, kuinka nopeasti esitettyä aistitiedon virtaa henkilö kykenee vastaanottamaan ja käsittelemään. Monet arjen toiminnot lukemisen rinnalla edellyttävät aistien erittäin tarkkaa ajallista erottelukykyä (esimerkiksi kuulo puheen ymmärtämisessä, tunto pintamateriaalin tunnistamisessa). Aikatarkkuusvaikeuksien esiintyvyyttä lukivaikeudessa on tutkittu aiemminkin, mutta yksimielisyyteen ei ole päästy siitä, onko kaikilla lukivaikeuksisilla näitä ongelmia tai mihin aisteihin vaikeudet mahdollisesti rajoittuvat. Myöskään ei tiedetä, havaitaanko aikatarkkuuden ongelmia kaiken ikäisillä lukivaikeuksisilla vai vaihteleeko mahdollinen ongelmien kuva iän mukana. Lisäksi on epäselvää, kuinka aikatarkkuuden ongelmat itseasiassa ovat yhteydessä kielen käsittelyn ja varsinaisen lukemisen vaikeuksiin. Tutkimussarjan aihe Tässä tutkimussarjassa aikatarkkuutta tutkittiin kolmessa yksittäisessä aistissa, joita olivat tunto, näkö ja kuulo, sekä kolmessa aistien välisessä yhdistelmässä, joita olivat audiotaktiilinen (kuulo-tunto), visuotaktiilinen (näkö-tunto) ja audiovisuaalinen (näkö-kuulo). Aikatarkkuutta arvioitiin kahdella eri menetelmällä, jotta saataisiin lisää tietoa siitä, missä tietyssä aikatarkkuuden osa-alueessa lukivaikeuksisilla mahdollisesti on vaikeuksia. Ensimmäisessä tehtävässä tutkittavan tuli arvioida, ovatko esitetyt ei-kielelliset ärsykkeet samanaikaisia vai eriaikaisia. Toisessa tehtävässä koehenkilön tuli arvioida esitettyjen ei-kielellisten ärsykkeiden esitysjärjestys. Molemmissa tehtävissä määriteltiin millisekuntitasolla (sekunnin tuhannesosa) se esitysnopeus, jolla koehenkilö kykeni arvioimaan ärsykkeiden ajalliset suhteet oikein. Englanninkielinen demonstraatio aikatarkkuustehtävistä löytyy internetistä (http://www.helsinki.fi/hum/ylpsy/neuropsy). Itse aikatarkkuustehtävien lisäksi tutkimussarjassa arvioitiin tutkimushenkilöiden päättelykykyä, kielellisiä toimintoja ja lukemista. Tutkimushenkilöt Tutkimuksiin osallistui 53 lukivaikeuksista ja 66 sujuvaa lukijaa, jotka oli jaettu kolmeen pääikäryhmään: lapset (8-12 vuotta), nuoret aikuiset (20-36 vuotta) ja ikääntyneemmät aikuiset (20-59 vuotta). Ikääntyneempien aikuisten ryhmä oli edelleen jaettu ikävuosikymmenluokkiin, mikä mahdollisti sen tutkimisen, vaikuttaako lisääntyvä aikuisikä lukivaikeuksisten aikatarkkuuteen (20-29, 30-39, 40-49 ja 50-59 -vuotiaat). Tutkimussarjan tulokset Aikatarkkuuden ongelmat lukivaikeuksisilla olivat yleistyneitä yli iän, aistien ja tehtävien Lukivaikeuksiset kaikissa pääikäryhmissä (lapset, nuoret aikuiset, ikääntyneemmän aikuiset) tarvitsivat samanikäisiä sujuvia lukijoita hitaamman esitystahdin, jotta he kykenivät arvioimaan ei-kielellisten ärsykkeiden ajallisen esitystavan oikein. Tämä aikatarkkuuden ongelma havaittiin lukivaikeuksisilla kaikissa aisteissa (tunto, kuulo, näkö) ja niiden yhdistelmissä (audiotaktiilinen, visuotaktiilinen, audiovisuaalinen). Lukivaikeuksisten aikatarkkuusongelmat ilmenivät edelleen molemmissa tehtävätyypeissä (samanaikaisuuden ja järjestyksen arvioinnissa). Aikatarkkuus ja sen ongelmat olivat yhteydessä äänteiden käsittelyyn Aikatarkkuus oli yhteydessä äänteiden käsittelykykyyn (fonologiseen prosessointiin), niin lapsilla kuin aikuisillakin, kaikissa aisteissa, niiden yhdistelmissä ja tehtävätyypeissä. Yhteys ei-kielellisen aikatarkkuuden ja kielellisten toimintojen välillä oli kuitenkin selkeämpi lukivaikeuksisilla kuin sujuvilla lukijoilla. Tämä tarkoittaa, että etenkin lukivaikeuksisilla ryhmätason huono aikatarkkuus oli yhteydessä huonoon äänteiden käsittelyyn (fonologiseen prosessointiin) ja päinvastoin. Suoraa yhteyttä lukemisen ja aikatarkkuuden välillä ei kuitenkaan havaittu. Lisääntyvä aikuisikä heikensi lukivaikeuksisten aikatarkkuutta suhteettoman paljon Tiedonkäsittelyn nopeuden on toistuvasti osoitettu hidastuvan normaalissa ikääntymisessä. Lisääntyvä aikuisikä (20-59 -vuotiailla) heikensikin sekä sujuvien että lukivaikeuksisten aikatarkkuutta. Toisin sanoen, mitä iäkkäämmästä aikuisesta oli kysymys, sitä hitaammin hänelle tuli esittää ärsykkeet, jotta hän kykeni arvioimaan niiden ajalliset suhteet oikein. Tämä ikään liittyvä tavanomainen hidastuminen oli kuitenkin yllättäen suhteettoman nopeaa lukivaikeuksisilla. Toisin sanoen, jo nuorilla lukivaikeuksisilla havaittu aikatarkkuuden vaikeus (ryhmäero verrattuna sujuviin lukijoihin) ei pysynyt saman suuruisena, vaan ryhmien ero kasvoi aikuisiän lisääntyessä. Tulosten merkitys Lukivaikeuden osoitettiin tässä tutkimussarjassa olevan yhteydessä yleistyneeseen vaikeuteen käsitellä ajassa nopeasti muuttuvaa ei-kielellistä aistitietoa (yli aistien ja niiden yhdistelmien, tehtävätyyppien, tutkittavien iän). Tämä osoittaa, että lukivaikeus ei ole ongelma, joka rajoittuu vain kielellisen materiaalin käsittelyn vaikeuksiin (äänteiden käsittely, lukeminen, kirjoittaminen). Nyt havaitut vaikeudet eivät myöskään rajoittuneet vain niihin aisteihin, jotka selkeimmin liittyvät lukemiseen (näkö) ja puhuttuun kieleen (kuulo); Ongelmia esiintyi myös muissa aisteissa (tunto). Lukivaikeuksisten lukijoiden ryhmätasolla havaittu aikatarkkuuden ongelma ei kuitenkaan heijastunut yksilötasolle; Jokainen lukivaikeuksinen ei ollut huono aikatarkkuustehtävissä. Näin ollen ei siis voida väittää, että kaikkien lukivaikeuksisten äänteiden käsittelyn tai lukemaan oppimisen vaikeudet voisivat selittyä aistien toimintojen poikkeavuudella. Aikatarkkuuden ongelmat eivät olleet yhteydessä varsinaiseen lukemiseen. Sekä lukivaikeuksisilla lapsilla että aikuisilla todettiin kuitenkin selkeä yhteys aikatarkkuuden ongelmien ja lukemaan oppimisen keskeisen ennakkoehdon, fonologisen prosessoinnin, välillä. Saattaa siis olla, että synnynnäinen aistien toimintojen poikkeavuus vaikuttaa yksilön suoriutumiseen jo ennen varsinaista lukemaan oppimista, kun ne taidot kehittyvät (fonologinen prosessointi), joille myöhempi lukemaan oppiminen perustuu. Ikäännyttäessä havaittu lukivaikeuksisten suhteettoman nopea aikatarkkuuden heikkeneminen osoittaa, että lukivaikeus ei voi olla ongelma, joka koskee vain lapsuusikää, tai vaikeus, joka johtuu vain kehityksen viivästymästä joka kurottaisiin iän myötä umpeen. Tulosten ymmärtämiseksi onkin muistettava kaksi seikkaa. Lukivaikeus on ensinnäkin yhdistetty synnynnäisiin, pieniin, poikkeavuuksiin aivojen rakenteissa ja toiminnoissa. Toisaalta tavanomaiseen ikääntymiseen liittyy se, että aivot kykenevät yhä huonommin korjaamaan ja kiertämään (kompensoimaan) pieniä vaurioita. Tämän perusteella tutkimussarjan tuloksista voidaan päätellä, että lukivaikeuksisten jo synnynnäisesti heikentyneet aivojen kompensointimahdollisuudet eivät ole yhtä tehokkaita puskuroimaan ikääntymisen tavanomaisia vaikutuksia kuin sujuvilla lukijoilla. Yllättävää kuitenkin on, että tämä korostunut heikkeneminen havaittiin jo suhteellisen nuorilla, työikäisillä, lukivaikeuksisilla, ennen 60 ikävuotta. Samanlaista ikäännyttäessä korostuvaa vaikeutta ei lukivaikeuksilla kuitenkaan havaittu päättelyssä, kielellisissä toiminnoissa tai itse lukemisessa. Vaikuttaakin siis siltä, että ne toiminnot, joita on harjaannutettu aktiivisesti, eivät heikkene kasvavan aikuisiän myötä yhtä suhteettomasti. Alkuperäiset artikkelit Laasonen M, Tomma-Halme J, Lahti-Nuuttila P, Service E, and Virsu V (2000) Rate of information segregation in developmentally dyslexic children, Brain and Language, 75(1), 66-81. Laasonen M, Service E, and Virsu V (2001) Temporal order and processing acuity of visual, auditory, and tactile perception in developmentally dyslexic young adults, Cognitive, Affective, and Behavioral Neuroscience, 1(4), 394-410. Laasonen M, Service E, and Virsu V (2002) Crossmodal temporal order and processing acuity in developmentally dyslexic young adults, Brain and Language, 80(3), 340-354. Laasonen M, Lahti-Nuuttila P, and Virsu V (2002) Developmentally impaired processing speed decreases more than normally with age, NeuroReport, 13(9), 1111-1113.

Developmental origins of psychological vulnerability factors for mental disorders

Premature birth and associated small body size are known to affect health over the life course. Moreover, compelling evidence suggests that birth size throughout its whole range of variation is inversely associated with risk for cardiovascular disease and type 2 diabetes in subsequent life. To explain these findings, the Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD) model has been introduced. Within this framework, restricted physical growth is, to a large extent, considered either a product of harmful environmental influences, such as suboptimal nutrition and alterations in the foetal hormonal milieu, or an adaptive reaction to the environment. Whether inverse associations exist between body size at birth and psychological vulnerability factors for mental disorders is poorly known. Thus, the aim of this thesis was to study in three large prospective cohorts whether prenatal and postnatal physical growth, across the whole range of variation, is associated with subsequent temperament/personality traits and psychological symptoms that are considered vulnerability factors for mental disorders. Weight and length at birth in full term infants showed quadratic associations with the temperamental trait of harm avoidance (Study I). The highest scores were characteristic of the smallest individuals, followed by the heaviest/longest. Linear associations between birth size and psychological outcomes were found such that lower weight and thinness at birth predicted more pronounced trait anxiety in late adulthood (Study II); lower birth weight, placental size, and head circumference at 12 months predicted a more pronounced positive schitzotypal trait in women (Study III); and thinness and smaller head circumference at birth associated with symptoms of attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) in children who were born at term (Study IV). These associations occured across the whole variation in birth size and after adjusting for several confounders. With respect to growth after birth, individuals with high trait anxiety scores in late adulthood were lighter in weight and thinner in infancy, and gained weight more rapidly between 7 and 11 years of age, but weighed less and were shorter in late adulthood in relation to weight and height measured at 11 years of age (Study II). These results suggest that a suboptimal prenatal environment reflected in smaller birth size may affect a variety of psychological vulnerability factors for mental disorders, such as the temperamental trait of harm avoidance, trait anxiety, schizotypal traits, and symptoms of ADHD. The smaller the birth size across the whole range of variation, the more pronounced were these psychological vulnerability factors. Moreover, some of these outcomes, such as trait anxiety, were also predicted by patterns of growth after birth. The findings are concordant with the DOHaD model, and emphasise the importance of prenatal factors in the aetiology of not only mental disorders but also their psychological vulnerability factors.

Developmental, functional brain imaging and electrophysiological evidence of visual and auditory working memory

Intact function of working memory (WM) is essential for children and adults to cope with every day life. Children with deficits in WM mechanisms have learning difficulties that are often accompanied by behavioral problems. The neural processes subserving WM, and brain structures underlying this system, continue to develop during childhood till adolescence and young adulthood. With functional magnetic resonance imaging (fMRI) it is possible to investigate the organization and development of WM. The present thesis aimed to investigate, using behavioral and neuroimaging methods, whether mnemonic processing of spatial and nonspatial visual information is segregated in the developing and mature human brain. A further aim in this research was to investigate the organization and development of audiospatial and visuospatial information processing in WM. The behavioral results showed that spatial and nonspatial visual WM processing is segregated in the adult brain. The fMRI result in children suggested that memory load related processing of spatial and nonspatial visual information engages common cortical networks, whereas selective attention to either type of stimuli recruits partially segregated areas in the frontal, parietal and occipital cortices. Deactivation mechanisms that are important in the performance of WM tasks in adults are already operational in healthy school-aged children. Electrophysiological evidence suggested segregated mnemonic processing of visual and auditory location information. The results of the development of audiospatial and visuospatial WM demonstrate that WM performance improves with age, suggesting functional maturation of underlying cognitive processes and brain areas. The development of the performance of spatial WM tasks follows a different time course in boys and girls indicating a larger degree of immaturity in the male than female WM systems. Furthermore, the differences in mastering auditory and visual WM tasks may indicate that visual WM reaches functional maturity earlier than the corresponding auditory system. Spatial WM deficits may underlie some learning difficulties and behavioral problems related to impulsivity, difficulties in concentration, and hyperactivity. Alternatively, anxiety or depressive symptoms may affect WM function and the ability to concentrate, being thus the primary cause of poor academic achievement in children.

Parameters Affecting the Extraction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with Pressurised Hot Water

Pressurised hot water extraction (PHWE) exploits the unique temperature-dependent solvent properties of water minimising the use of harmful organic solvents. Water is environmentally friendly, cheap and easily available extraction medium. The effects of temperature, pressure and extraction time in PHWE have often been studied, but here the emphasis was on other parameters important for the extraction, most notably the dimensions of the extraction vessel and the stability and solubility of the analytes to be extracted. Non-linear data analysis and self-organising maps were employed in the data analysis to obtain correlations between the parameters studied, recoveries and relative errors. First, pressurised hot water extraction (PHWE) was combined on-line with liquid chromatography-gas chromatography (LC-GC), and the system was applied to the extraction and analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sediment. The method is of superior sensitivity compared with the traditional methods, and only a small 10 mg sample was required for analysis. The commercial extraction vessels were replaced by laboratory-made stainless steel vessels because of some problems that arose. The performance of the laboratory-made vessels was comparable to that of the commercial ones. In an investigation of the effect of thermal desorption in PHWE, it was found that at lower temperatures (200ºC and 250ºC) the effect of thermal desorption is smaller than the effect of the solvating property of hot water. At 300ºC, however, thermal desorption is the main mechanism. The effect of the geometry of the extraction vessel on recoveries was studied with five specially constructed extraction vessels. In addition to the extraction vessel geometry, the sediment packing style and the direction of water flow through the vessel were investigated. The geometry of the vessel was found to have only minor effect on the recoveries, and the same was true of the sediment packing style and the direction of water flow through the vessel. These are good results because these parameters do not have to be carefully optimised before the start of extractions. Liquid-liquid extraction (LLE) and solid-phase extraction (SPE) were compared as trapping techniques for PHWE. LLE was more robust than SPE and it provided better recoveries and repeatabilities than did SPE. Problems related to blocking of the Tenax trap and unrepeatable trapping of the analytes were encountered in SPE. Thus, although LLE is more labour intensive, it can be recommended over SPE. The stabilities of the PAHs in aqueous solutions were measured using a batch-type reaction vessel. Degradation was observed at 300ºC even with the shortest heating time. Ketones and quinones and other oxidation products were observed. Although the conditions of the stability studies differed considerably from the extraction conditions in PHWE, the results indicate that the risk of analyte degradation must be taken into account in PHWE. The aqueous solubilities of acenaphthene, anthracene and pyrene were measured, first below and then above the melting point of the analytes. Measurements below the melting point were made to check that the equipment was working, and the results were compared with those obtained earlier. Good agreement was found between the measured and literature values. A new saturation cell was constructed for the solubility measurements above the melting point of the analytes because the flow-through saturation cell could not be used above the melting point. An exponential relationship was found between the solubilities measured for pyrene and anthracene and temperature.

Time to rest : Signals in shoot apex developmental transitions underlying dormancy

Vuodenajat rytmittävät monivuotisten kasvien elämää pohjoisella pallonpuoliskolla, jolla varmin merkki lähestyvästä talvikaudesta on asteittain lyhenevä päivänpituus. Kun päivänpituus on lyhentynyt tiettyyn raja-arvoon saakka, kasvu hiipuu ja kasvin kehityksessä tapahtuu suuria muutoksia. Väitöskirjatyössäni tutkittiin mekanismeja, jotka liittyvät pituuskasvun päättymiseen, silmujen lepotilan kehittymiseen ja kärkisilmun muodostumiseen hybridihaavan ja koivuntaimilla lyhyen päivänpituuden seurauksena kasvihuoneolosuhteissa. Vain lepotilaiset silmut selviytyvät luonnossa ankaran talvikauden yli, joten etenkin lepotilan kehittymisen tutkiminen on keskeistä pyrittäessä selvittämään monivuotisille kasveille tyypillisen kasvutavan mekanismeja. Jo pitkään on tiedetty, että täysikasvuiset lehdet vastaanottavat tiedon päivänpituudesta ja lähettävät signaaleja varren johtojänteissä ylöspäin kohti kasvin kärkiosaa. Sen sijaan varren kärjen ja kärkikasvupisteen roolia lepotilan kehittymisessä on selvitetty vain vähän. Kuitenkin juuri kärkikasvupisteen selviytyminen vuodesta toiseen on tärkeää, koska sen jakautumiskykyiset solukot tuottavat kasvin maanpäälliset osat. Tässä työssä tehdyissä varttamiskokeissa osoitettiin, että varren kärki ei ainoastaan vastaanota signaaleja lehdistä ja ajoita toimintaansa niiden mukaan, vaan myös kärjellä itsellään on aktiivinen rooli lepotilan kehittymisessä. Erityisesti kiinnitettiin huomiota kärkikasvupisteen eri alueiden, ns. apikaalimeristeemin ja rib-meristeemin erilaisiin tehtäviin ja pääteltiin, että molemmat vaikuttavat lepotilan kehittymiseen. Kokeissa käytettiin normaalien hybridihaapojen lisäksi siirtogeenisiä hybridihaapoja, jotka eivät lopeta kasvuaan lyhyt päivä –olosuhteissa. Siirtogeeniset hybridihaavat ilmensivät voimakkaasti fytokromi A -nimistä valon vastaanottajamolekyyliä rib-meristeemin alueella, mikä saattoi osaltaan vaikuttaa poikkeavaan pituuskasvukäyttäytymiseen. Myös useiden lepotilan kehittymiseen liittyvien geenien ilmenemisessä havaittiin poikkeavuuksia verrattuna ei-siirtogeenisiin kontrolleihin, joiden silmuissa kehittyi lepotila lyhyt päivä –altistuksen seurauksena. Väitöskirjatyössäni havaittiin, että myös kaasumainen kasvihormoni etyleeni toimii viestinvälittäjänä silmujen lepotilan kehittymisessä ja vaikuttaa etenkin lepotilan oikeaan ajoittumiseen. Etyleenillä huomattiin olevan määräävä rooli päätesilmun muodostumisessa: siirtogeeniset koivut, jotka eivät aisti etyleeniä, eivät muodostaneet päätesilmua. Silti siirtogeeniset koivut vaipuivat lepotilaan, joskin myöhemmin kuin ei-siirtogeeniset kontrollit. Tämän perusteella todettiin, että lepotilan ja päätesilmun kehittyminen ovat erillisiä kehitystapahtumia, vaikka ne saattavatkin ajoittua osaksi päällekkäin.

Stress and developmental responses in Arabidopsis thaliana: regulation through the transcription factor-interacting protein RCD1

Plants constantly face adverse environmental conditions, such as drought or extreme temperatures that threaten their survival. They demonstrate astonishing metabolic flexibility in overcoming these challenges and one of the key responses to stresses is changes in gene expression leading to alterations in cellular functions. This is brought about by an intricate network of transcription factors and associated regulatory proteins. Protein-protein interactions and post-translational modifications are important steps in this control system along with carefully regulated degradation of signaling proteins. This work concentrates on the RADICAL-INDUCED CELL DEATH1 (RCD1) protein which is an important regulator of abiotic stress-related and developmental responses in Arabidopsis thaliana. Plants lacking this protein function display pleiotropic phenotypes including sensitivity to apoplastic reactive oxygen species (ROS) and salt, ultraviolet B (UV-B) and paraquat tolerance, early flowering and senescence. Additionally, the mutant plants overproduce nitric oxide, have alterations in their responses to several plant hormones and perturbations in gene expression profiles. The RCD1 gene is transcriptionally unresponsive to environmental signals and the regulation of the protein function is likely to happen post-translationally. RCD1 belongs to a small protein family and, together with its closest homolog SRO1, contains three distinguishable domains: In the N-terminus, there is a WWE domain followed by a poly(ADP-ribose) polymerase-like domain which, despite sequence conservation, does not seem to be functional. The C-terminus of RCD1 contains a novel domain called RST. It is present in RCD1-like proteins throughout the plant kingdom and is able to mediate physical interactions with multiple transcription factors. In conclusion, RCD1 is a key point of signal integration that links ROS-mediated cues to transcriptional regulation by yet unidentified means, which are likely to include post-translational mechanisms. The identification of RCD1-interacting transcription factors, most of whose functions are still unknown, opens new avenues for studies on plant stress as well as developmental responses.

Total hip arthroplasty in young patients : with special references to patients under 55 years of age and to patients with developmental dysplasia of the hip

There is an ongoing controversy as to which methods in total hip arthroplasty (THA) could provide young patients with best long-term results. THA is an especially demanding operation in patients with severely dysplastic hips. The optimal surgical treatment for these patients also remains controversial. The aim of this study was to evaluate the long-term survival of THA in young patients (<55 years at the time of the primary operation) on a nation-wide level, and to analyze the long-term clinical and radio-graphical outcome of uncemented THA in patients with severely dysplastic joints. Survival of 4661 primary THAs performed for primary osteoarthritis (OA), 2557 primary THAs per-formed for rheumatoid arthritis (RA), and modern uncemented THA designs performed for primary OA in young patients, were analysed from the Finnish Arthroplasty Register. A total of 68 THAs were per-formed in 56 consecutive patients with high congenital hip dislocation between 1989-1994, and 68 THAs were performed in 59 consecutive patients with severely dysplastic hips and a previous Schanz osteotomy of the femur between 1988-1995 at the Orton Orthopaedic Hospital, Helsinki, Finland. These patients underwent a detailed physical and radiographical evaluation at a mean of 12.3 years and 13.0 years postoperatively, respectively. The risk of stem revision due to aseptic loosening in young patients with primary OA was higher for cemented stems than for proximally porous-coated or HA-coated uncemented stems implanted over the 1991-2001 period. There was no difference in the risk of revision between all-poly cemented-cups and press-fit porous-coated uncemented cups implanted during the same period, when the end point was defined as any revision (including exchange of liner). All uncemented stem designs studied in young patients with primary OA had >90% survival rates at 10 years. The Biomet Bi-Metric stem had a 95% (95% CI 93-97) survival rate even at 15 years. When the end point was defined as any revision, 10 year survival rates of all uncemented cup designs except the Harris-Galante II decreased to <80%. In young patients with RA, the risk of stem revision due to aseptic loosening was higher with cemented stems than with proximally porous-coated uncemented stems. In contrast, the risk of cup revision was higher for all uncemented cup concepts than for all-poly cemented cups with any type of cup revision as the end point. The Harris hip score increased significantly (p<0.001) both in patients with high con-genital hip dislocation and in patients with severely dysplastic hips and a previous Schanz osteotomy, treated with uncemented THA. There was a negative Trendelenburg sign in 92% and in 88% of hips, respectively. There were 12 (18%) and 15 (22%) perioperative complications. The rate of survival for the CDH femoral components, with revision due to aseptic loosening as the end point, was 98% (95% CI 97-100) at 10 years in patients with high hip dislocation and 92% (95% CI, 86-99) at 14 years in patients with a previous Schanz osteotomy. The rate of survival for press-fit, porous-coated acetabular components, with revision due to aseptic loosening as the end point, was 95% (95% CI 89-100) at 10 years in patients with high hip dislocation, and 98% (95% CI 89-100) in patients with a previous Schanz osteotomy. When revision of the cup for any reason was defined as the end point, 10 year sur-vival rates declined to 88% (95% CI 81-95) and to 69% (95% CI, 56-82), respectively. For young patients with primary OA, uncemented proximally circumferentially porous- and HA-coated stems are the implants of choice. However, survival rates of modern uncemented cups are no better than that of all-poly cemented cups. Uncemented proximally circumferentially porous-coated stems and cemented all-poly cups are currently the implants of choice for young patients with RA. Uncemented THA, with placement of the cup at the level of the true acetabulum, distal advancement of the greater trochanter and femoral shortening osteotomy provided patients with high congenital hip dislocation good long-term outcomes. Most of the patients with severely dysplastic hips and a previous Schanz osteotomy can be successfully treated with the same method. However, the subtrochanteric segmental shortening with angular correction gives better leg length correction for the patients with a previous low-seated unilateral Schanz osteotomy.

Developmental origins of physiological stress reactivity

The model of developmental origins of health and disease proposes that organisms during fetal period utilize cues that enable their adaptation in the postnatal environment they are likely to live, having short-term advantages when trying to survive in environment but simultaneously in the long run have costs for health. A large body of epidemiological research has found that low birth weight, a marker of intrauterine conditions, is associated with cardiovascular (CV) disease. Since the reported associations of birth weight with normal variation in the resting blood pressure (BP), a major predictor of CV disease risk, have been modest, a key candidate mediating the link has been CV and hypothalamus-pituitary-adrenal axes (HPAA) reactivity to stress. In addition, not only weight at birth but also gestational age and early postnatal growth may have independent associations to stress reactivity. The aim of this thesis was to investigate whether pre- and postnatal growth and gestational age are associated with CV and HPAA activity before, during and after stress in childhood and in late adulthood. Altogether 287 men and women aged 60-70 and 299 boys and girls aged 7-9 underwent Trier Social Stress Test. Several indices of HPAA and CV were measured and birth size and gestational age were obtained from birth records. Results showed that low birth weight was associated with low HPAA activity during psychosocial stress, and rapid gain in BMI during years 7-11 was related to heightened stress reactivity to psychosocial stress. Size at birth in children and gestational age and early postnatal (0-2 years) gain in height in adults were associated with CV stress responses; however, in a sex-specific manner. Given that CV stress responses and HPAA activity are markers of CV disease vulnerability, our results may partly explain the associations between early environment and later CV disease.

Genetic variation in the LDL receptor-related protein 5 (LRP5) gene : Association with bone health and metabolic parameters

Bone mass accrual and maintenance are regulated by a complex interplay between genetic and environmental factors. Recent studies have revealed an important role for the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 (LRP5) in this process. The aim of this thesis study was to identify novel variants in the LRP5 gene and to further elucidate the association of LRP5 and its variants with various bone health related clinical characteristics. The results of our studies show that loss-of-function mutations in LRP5 cause severe osteoporosis not only in homozygous subjects but also in the carriers of these mutations, who have significantly reduced bone mineral density (BMD) and increased susceptibility to fractures. In addition, we demonstrated for the first time that a common polymorphic LRP5 variant (p.A1330V) was associated with reduced peak bone mass, an important determinant of BMD and osteoporosis in later life. The results from these two studies are concordant with results seen in other studies on LRP5 mutations and in association studies linking genetic variation in LRP5 with BMD and osteoporosis. Several rare LRP5 variants were identified in children with recurrent fractures. Sequencing and multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA) analyses revealed no disease-causing mutations or whole-exon deletions. Our findings from clinical assessments and family-based genotype-phenotype studies suggested that the rare LRP5 variants identified are not the definite cause of fractures in these children. Clinical assessments of our study subjects with LPR5 mutations revealed an unexpectedly high prevalence of impaired glucose tolerance and dyslipidaemia. Moreover, in subsequent studies we discovered that common polymorphic LRP5 variants are associated with unfavorable metabolic characteristics. Changes in lipid profile were already apparent in pre-pubertal children. These results, together with the findings from other studies, suggest an important role for LRP5 also in glucose and lipid metabolism. Our results underscore the important role of LRP5 not only in bone mass accrual and maintenance of skeletal health but also in glucose and lipid metabolism. The role of LRP5 in bone metabolism has long been studied, but further studies with larger study cohorts are still needed to evaluate the specific role of LRP5 variants as metabolic risk factors.