Omega-3-rasvahappojen käyttö nivelrikkoisten koirien hoidossa

Nivelrikko on koirilla yleinen sairaus. Sen hoitoon yleisesti käytettävien tulehduskipulääkkeiden rinnalle etsitään hoitomuotoja tulehduskipulääkkeiden pitkäaikaiskäytöstä johtuvien haittavaikutusten takia. Tutkimuksemme tavoite oli selvittää omega-3-rasvahappojen käytön hyötyä nivelrikkoisten koirien hoidossa. Tutkimuksen alkuhetkellä tutkimusta vastaavasta aiheesta koirilla ei ollut tehty. Ihmisillä reumatoidin artriitin hoidossa omega-3-rasvahapoilla on todettu olevan positiivisia vaikutuksia, joten siihen viitaten myös nivelrikkoisilla koirilla saattaisi olla hyötyä omega-3-rasvahappojen käytöstä. Omega-3-rasvahapoilla on todettu olevan positiivisia vaikutuksia useisiin tulehduksellisiin sairauksiin. Tutkimushypoteesimme oli, että kalaöljyä syövän ryhmän kohtisuora maksimaalinen voima askelvoimalevyllä kasvaisi ja ryhmän arvioitu kivuliaisuus laskisi tutkimuksen aikana. Tutkimamme tuote oli omega-3-rasvahapporavintolisä (Doils® Nivelet, Nutraceuticoils, Belgia). Tutkimus oli satunnaistettu, kaksoissokkoutettu ja kontrolloitu kliininen tutkimus. Tutkimukseen haettiin koiria ilmoitusten perusteella. Alkukyselyn ja seulontakäynnin perusteella tutkimuksen aloitti 77 koiraa. Seulontakäynnillä koirille tehtiin kliininen yleistutkimus, ortopedinen tutkimus, suppea neurologinen tutkimus, röntgenkuvaus, askelvoimalevymittaus sekä verinäytteenotto. Koirat kävivät varsinaisen tutkimuksen aikana kahdella lähikäynnillä. Molemmilla kerroilla koirille suoritettiin röntgenkuvausta lukuun ottamatta samat toimenpiteet kuin seulontakäynnillä. Tutkimuksen aikana omistajat täyttivät kyselykaavakkeita yhteensä seitsemän kertaa. Tutkimuksessa arvioitiin nivelrikkoisten koirien kipua sekä omistajan että eläinlääkärin arvioiden avulla sekä askelvoimalevyn avulla. Arviointimenetelmistä saatuja tuloksia olivat omistajan täyttämästä kyselykaavakkeesta kipuindeksin kyselyn tulokset, liikkumisvaikeuksista kertova VAS, elämänlaadusta kertova VAS, varakipulääkkeiden käyttö, vertailevat kysymykset, omistajan arvio valmisteen tehosta ja koiran ryhmästä, eläinlääkärin arvio sekä askelvoimalevyltä saadut kaksi muuttujaa (kohtisuora maksimaalinen voima ja impulssi). Tutkimustuloksissa havaittiin omega-3-rasvahappojen käytössä nivelrikkoisten koirien hoidossa pieni hyöty. Kalaöljyryhmän ja lumeryhmän välillä ei havaittu tilastollisesti merkitsevää eroa. Ryhmien sisällä havaittiin muutamia tilastollisesti merkitseviä muutoksia. Kipuindeksin muutos paremmaksi kalaöljyryhmässä tutkimuksen aikana oli vahvasti tilastollisesti merkitsevä muutos (p=0,002). Myös askelvoimalevyn kohtisuoran maksimaalisen voiman parantuminen oli vahvasti tilastollisesti merkitsevä muutos kalaöljyä syöneessä ryhmässä(p=0,001). Myös lumeryhmässä oli kipuindeksissä ja askelvoimalevyn kohtisuorassa maksimaalisessa voimassa havaittavissa tilastollisesti merkitsevä trendi (p=0,07 & p=0,059), mutta p-arvot eivät yltäneet tilastolliseen merkitsevyyteen. Suuremmalla otoskoolla näissä muuttujissa olisi voitu havaita joko tilastollisesti merkitseviä eroja ryhmien välillä tai sitten olisimme voineet osoittaa molemmissa ryhmissä tapahtuneen positiivisia eli parantavia muutoksia. Tutkimuksessa ei havaittu sivuvaikutuksia kalaöljyryhmässä. Tutkimustulokset todistivat tutkimushypoteesimme heikosti todeksi. Omega-3-rasvahappoja voisi siis hyvin käyttää koirilla, joille ei sovi kipulääkkeet.

Purification of pharmaceuticals and nutraceutical compounds by sub- and supercritical extraction and chromatography

This thesis discusses the use of sub- and supercritical fluids as the medium in extraction and chromatography. Super- and subcritical extraction was used to separate essential oils from herbal plant Angelica archangelica. The effect of extraction parameters was studied and sensory analyses of the extracts were done by an expert panel. The results of the sensory analyses were compared to the analytically determined contents of the extracts. Sub- and supercritical fluid chromatography (SFC) was used to separate and purify high-value pharmaceuticals. Chiral SFC was used to separate the enantiomers of racemic mixtures of pharmaceutical compounds. Very low (cryogenic) temperatures were applied to substantially enhance the separation efficiency of chiral SFC. The thermodynamic aspects affecting the resolving ability of chiral stationary phases are briefly reviewed. The process production rate which is a key factor in industrial chromatography was optimized by empirical multivariate methods. General linear model was used to optimize the separation of omega-3 fatty acid ethyl esters from esterized fish oil by using reversed-phase SFC. Chiral separation of racemic mixtures of guaifenesin and ferulic acid dimer ethyl ester was optimized by using response surface method with three variables per time. It was found that by optimizing four variables (temperature, load, flowate and modifier content) the production rate of the chiral resolution of racemic guaifenesin by cryogenic SFC could be increased severalfold compared to published results of similar application. A novel pressure-compensated design of industrial high pressure chromatographic column was introduced, using the technology developed in building the deep-sea submersibles (Mir 1 and 2). A demonstration SFC plant was built and the immunosuppressant drug cyclosporine A was purified to meet the requirements of US Pharmacopoeia. A smaller semi-pilot size column with similar design was used for cryogenic chiral separation of aromatase inhibitor Finrozole for use in its development phase 2.

Homogeneous model theory of metric structures

This thesis studies homogeneous classes of complete metric spaces. Over the past few decades model theory has been extended to cover a variety of nonelementary frameworks. Shelah introduced the abstact elementary classes (AEC) in the 1980s as a common framework for the study of nonelementary classes. Another direction of extension has been the development of model theory for metric structures. This thesis takes a step in the direction of combining these two by introducing an AEC-like setting for studying metric structures. To find balance between generality and the possibility to develop stability theoretic tools, we work in a homogeneous context, thus extending the usual compact approach. The homogeneous context enables the application of stability theoretic tools developed in discrete homogeneous model theory. Using these we prove categoricity transfer theorems for homogeneous metric structures with respect to isometric isomorphisms. We also show how generalized isomorphisms can be added to the class, giving a model theoretic approach to, e.g., Banach space isomorphisms or operator approximations. The novelty is the built-in treatment of these generalized isomorphisms making, e.g., stability up to perturbation the natural stability notion. With respect to these generalized isomorphisms we develop a notion of independence. It behaves well already for structures which are omega-stable up to perturbation and coincides with the one from classical homogeneous model theory over saturated enough models. We also introduce a notion of isolation and prove dominance for it.

Spectroscopy of tissue triglyceride composition : In vitro and in vivo studies

Lipid analysis is commonly performed by gas chromatography (GC) in laboratory conditions. Spectroscopic techniques, however, are non-destructive and can be implemented noninvasively in vivo. Excess fat (triglycerides) in visceral adipose tissue and liver is known predispose to metabolic abnormalities, collectively known as the metabolic syndrome. Insulin resistance is the likely cause with diets high in saturated fat known to impair insulin sensitivity. Tissue triglyceride composition has been used as marker of dietary intake but it can also be influenced by tissue specific handling of fatty acids. Recent studies have shown that adipocyte insulin sensitivity correlates positively with their saturated fat content, contradicting the common view of dietary effects. A better understanding of factors affecting tissue triglyceride composition is needed to provide further insights into tissue function in lipid metabolism. In this thesis two spectroscopic techniques were developed for in vitro and in vivo analysis of tissue triglyceride composition. In vitro studies (Study I) used infrared spectroscopy (FTIR), a fast and cost effective analytical technique well suited for multivariate analysis. Infrared spectra are characterized by peak overlap leading to poorly resolved absorbances and limited analytical performance. In vivo studies (Studies II, III and IV) used proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS), an established non-invasive clinical method for measuring metabolites in vivo. 1H-MRS has been limited in its ability to analyze triglyceride composition due to poorly resolved resonances. Using an attenuated total reflection accessory, we were able to obtain pure triglyceride infrared spectra from adipose tissue biopsies. Using multivariate curve resolution (MCR), we were able to resolve the overlapping double bond absorbances of monounsaturated fat and polyunsaturated fat. MCR also resolved the isolated trans double bond and conjugated linoleic acids from an overlapping background absorbance. Using oil phantoms to study the effects of different fatty acid compositions on the echo time behaviour of triglycerides, it was concluded that the use of long echo times improved peak separation with T2 weighting having a negligible impact. It was also discovered that the echo time behaviour of the methyl resonance of omega-3 fats differed from other fats due to characteristic J-coupling. This novel insight could be used to detect omega-3 fats in human adipose tissue in vivo at very long echo times (TE = 470 and 540 ms). A comparison of 1H-MRS of adipose tissue in vivo and GC of adipose tissue biopsies in humans showed that long TE spectra resulted in improved peak fitting and better correlations with GC data. The study also showed that calculation of fatty acid fractions from 1H-MRS data is unreliable and should not be used. Omega-3 fatty acid content derived from long TE in vivo spectra (TE = 540 ms) correlated with total omega-3 fatty acid concentration measured by GC. The long TE protocol used for adipose tissue studies was subsequently extended to the analysis of liver fat composition. Respiratory triggering and long TE resulted in spectra with the olefinic and tissue water resonances resolved. Conversion of the derived unsaturation to double bond content per fatty acid showed that the results were in accordance with previously published gas chromatography data on liver fat composition. In patients with metabolic syndrome, liver fat was found to be more saturated than subcutaneous or visceral adipose tissue. The higher saturation observed in liver fat may be a result of a higher rate of de-novo-lipogenesis in liver than in adipose tissue. This thesis has introduced the first non-invasive method for determining adipose tissue omega-3 fatty acid content in humans in vivo. The methods introduced here have also shown that liver fat is more saturated than adipose tissue fat.

Spectroscopy of tissue triglyceride composition : In vitro and in vivo studies

Lipid analysis is commonly performed by gas chromatography (GC) in laboratory conditions. Spectroscopic techniques, however, are non-destructive and can be implemented noninvasively in vivo. Excess fat (triglycerides) in visceral adipose tissue and liver is known predispose to metabolic abnormalities, collectively known as the metabolic syndrome. Insulin resistance is the likely cause with diets high in saturated fat known to impair insulin sensitivity. Tissue triglyceride composition has been used as marker of dietary intake but it can also be influenced by tissue specific handling of fatty acids. Recent studies have shown that adipocyte insulin sensitivity correlates positively with their saturated fat content, contradicting the common view of dietary effects. A better understanding of factors affecting tissue triglyceride composition is needed to provide further insights into tissue function in lipid metabolism. In this thesis two spectroscopic techniques were developed for in vitro and in vivo analysis of tissue triglyceride composition. In vitro studies (Study I) used infrared spectroscopy (FTIR), a fast and cost effective analytical technique well suited for multivariate analysis. Infrared spectra are characterized by peak overlap leading to poorly resolved absorbances and limited analytical performance. In vivo studies (Studies II, III and IV) used proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS), an established non-invasive clinical method for measuring metabolites in vivo. 1H-MRS has been limited in its ability to analyze triglyceride composition due to poorly resolved resonances. Using an attenuated total reflection accessory, we were able to obtain pure triglyceride infrared spectra from adipose tissue biopsies. Using multivariate curve resolution (MCR), we were able to resolve the overlapping double bond absorbances of monounsaturated fat and polyunsaturated fat. MCR also resolved the isolated trans double bond and conjugated linoleic acids from an overlapping background absorbance. Using oil phantoms to study the effects of different fatty acid compositions on the echo time behaviour of triglycerides, it was concluded that the use of long echo times improved peak separation with T2 weighting having a negligible impact. It was also discovered that the echo time behaviour of the methyl resonance of omega-3 fats differed from other fats due to characteristic J-coupling. This novel insight could be used to detect omega-3 fats in human adipose tissue in vivo at very long echo times (TE = 470 and 540 ms). A comparison of 1H-MRS of adipose tissue in vivo and GC of adipose tissue biopsies in humans showed that long TE spectra resulted in improved peak fitting and better correlations with GC data. The study also showed that calculation of fatty acid fractions from 1H-MRS data is unreliable and should not be used. Omega-3 fatty acid content derived from long TE in vivo spectra (TE = 540 ms) correlated with total omega-3 fatty acid concentration measured by GC. The long TE protocol used for adipose tissue studies was subsequently extended to the analysis of liver fat composition. Respiratory triggering and long TE resulted in spectra with the olefinic and tissue water resonances resolved. Conversion of the derived unsaturation to double bond content per fatty acid showed that the results were in accordance with previously published gas chromatography data on liver fat composition. In patients with metabolic syndrome, liver fat was found to be more saturated than subcutaneous or visceral adipose tissue. The higher saturation observed in liver fat may be a result of a higher rate of de-novo-lipogenesis in liver than in adipose tissue. This thesis has introduced the first non-invasive method for determining adipose tissue omega-3 fatty acid content in humans in vivo. The methods introduced here have also shown that liver fat is more saturated than adipose tissue fat.

Observation of the Ωb- baryon and measurement of the properties of the Ξb- and Ωb- baryons

We report the observation of the bottom, doubly-strange baryon Omega^-_b through the decay chain Omega^-_b -> J/psi Omega^-, where J/psi -> mu^+ mu^-, Omega^- -> Lambda K^-, and Lambda -> p pi^-, using 4.2 fb^{-1} of data from p\bar p collisions at sqrt{s}=1.96 TeV, and recorded with the Collider Detector at Fermilab. A signal is observed whose probability of arising from a background fluctuation is 4.0 * 10^{-8}, or 5.5 Gaussian standard deviations. The Omega^-_b mass is measured to be 6054.4 +/- 6.8 (stat.) +/- 0.9 (syst.) MeV/c^2. The lifetime of the Omega^-_b baryon is measured to be 1.13^{+0.53}_{-0.40}(stat.) +/- 0.02(syst.)$ ps. In addition, for the \Xi^-_b baryon we measure a mass of 5790.9 +/- 2.6(stat.) +/- 0.8(syst.) MeV/c^2 and a lifetime of 1.56^{+0.27}_{-0.25}(stat.) +/-0.02(syst.) ps. Under the assumption that the \Xi_b^- and \Omega_b^- are produced with similar kinematic distributions to the \Lambda^0_b baryon, we find sigma(Xi_b^-) B(Xi_b^- -> J/psi Xi^-)}/ sigma(Lambda^0_b) B(Lambda^0_b -> J/psi Lambda)} = 0.167^{+0.037}_{-0.025}(stat.) +/-0.012(syst.) and sigma(Omega_b^-) B(Omega_b^- -> J/psi Omega^-)/ sigma(Lambda^0_b) B(Lambda^0_b -> J/psi Lambda)} = 0.045^{+0.017}_{-0.012}(stat.) +/- 0.004(syst.) for baryons produced with transverse momentum in the range of 6-20 GeV/c.

GAITRite®-askelvoimamaton ja GAITFour®-ohjelmiston käyttö objektiivisessa kivunarvioinnissa lonkkaniveldysplasiasta johtuvaa nivelrikkoa sairastavilla koirilla

Tutkimukseni oli osa laajempaa omega-3-rasvahappotutkimusta lonkkaniveldysplasiaa sairastavilla koirilla. Lonkkaniveldysplasia tarkoittaa lonkkanivelen epänormaalia kehitystä. Sen syntyyn vaikuttavat perintötekijät ja ympäristö. Lonkkaniveldysplasia on yleinen sairaus etenkin isoilla koiraroduilla. Se johtaa nivelrikkoon ja krooniseen kipuun. Kivun arvioinnin tulisi olla objektiivista, mutta koska eläimet eivät osaa kertoa kivustaan, niiden kivun arvioiminen perustuu usein arvioijan subjektiiviseen näkemykseen. Eläinten kivun objektiiviseen arviointiin ei ole olemassa riittävästi menetelmiä. Osatutkimukseni tarkoitus oli arvioida askelvoimamaton soveltumista kroonisen kivun arviointimenetelmäksi. Kaksoissokkoutetussa tutkimuksessa oli loppuun saakka mukana 71 koiraa. Koirat jaettiin satunnaisesti kahteen ryhmään, joista toinen söi tutkittavaa Doils-kalaöljyvalmistetta ja toinen lumevalmistetta 4 kk ajan. Tutkimukseeni liittyen koiria juoksutettiin askelvoimalevyn ja askelvoimamaton yli useita kertoja jokaisella kolmella tutkimuskäynnillä. Lisäksi omistajat vastasivat yhteensä seitsemän kertaa kyselyihin, joissa oli muun muassa kaksi visuaalista analogista asteikkoa (VAS; elämänlaatu ja liikkumisvaikeudet) ja kysymykset, joista laskettiin krooninen kipuindeksi (HCPI). Vertasimme askelvoimamatolla ja askelvoimalevyllä saatuja tuloksia toisiinsa sekä VAS:hin ja HCPI:iin. Hypoteesimme oli, että näiden eri menetelmien tulosten välillä olisi selvä korrelaatio. Jos koiran kipu vähenisi, VAS:n ja HCPI:n lukemat pienenisivät ja sekä askelvoimalevyllä (maksimaalinen kohtisuora voima/PVFz, impulssi/IMP) että askelvoimamatolla (maksimipaine ja aktivoituneiden sensoreiden lukumäärä) mitattujen parametrien arvot nousisivat ontumisen vähentyessä. Toinen hypoteesimme oli, että askelvoimamatolla ontuminen havaittaisiin helpommin käynnissä kuin ravissa. PVFz:n ja IMP:n havaittiin korreloivan huomattavasti paremmin keskenään, jos ne oli normalisoitu ajan suhteen. Täten esimerkiksi kliinisissä seurantatutkimuksissa näitä parametreja tulisi käyttää ajan suhteen normalisoituina. Molempien VAS:n jaHCPI:n välillä oli hyvä korrelaatio. Ne eivät kuitenkaan korreloineet lainkaan askelvoimalevyja askelvoimamattoparametrien kanssa. Tämä perustuu siihen, että askelvoimalevyn mittaama ontuma ei ole sama asia kuin omistajien arvioima kipu. Molemmissa ryhmissä askelvoimamaton parametrit huononivat hypoteesimme vastaisesti. Askelvoimamattomme olikin todennäköisesti rikki tutkimuksemme aikana. Tästä johtuen kaikki askelvoimamattotulokset ovat epäluotettavia, eikä niiden perusteella voi tehdä luotettavia johtopäätöksiä. Tutkimuksen perusteella ei siis saatu lisää todisteita askelvoimamaton soveltuvuudesta kroonisen kivun objektiiviseen arviointiin. On mahdollista, että askelvoimamaton sisäisiä mittauksia voitaisiin käyttää, vaikka matto onkin ollut osittain rikki. Havaitsimme, että askelvoimamaton maksimipaine ravissa korreloi loistavasti maksimipaineeseen käynnissä. Sama havainto tehtiin myös aktivoituneiden sensoreiden lukumäärässä. Tämä tulos kumoaa toisen hypoteesimme. Ontuminen siis havaittiin askelvoimamatolla käynnissä yhtä helposti kuin ravissakin. Ennen kuin voimme suositella GAITRite-askelvoimamattoa ontumatutkimuksien arviointimenetelmänä, tarvitaan lisätutkimuksia kunnossa olevalla matolla.