Low-pressure, water-assisted anatexis of basic dykes in a contact metamorphic aureole, Fuerteventura (Canary Islands): oxygen isotope evidence for a meteoric fluid origin

Migmatites produced by low-pressure anatexis of basic dykes are found in a contact metamorphic aureole around a pyroxenite-gabbro intrusion (PX2), on Fuerteventura. Dykes outside and inside the aureole record interaction with meteoric water, with low or negative delta O-18 whole-rock values (+0.2 to -3.4 parts per thousand), decreasing towards the contact. Recrystallised plagioclase, diopside, biotite and oxides, from within the aureole, show a similar evolution with lowest delta O-18 values (-2.8, -4.2, - 4.4 and -7.6 parts per thousand, respectively) in the migmatite zone, close to the intrusion. Relict clinopyroxene phenocrysts preserved in all dykes, retain typically magmatic delta O-18 values up to the anatectic zone, where the values are lower and more heterogeneous. Low delta O-18 values, decreasing towards the intrusion, can be ascribed to the advection of meteoric water during magma emplacement, with increasing fluid/rock ratios (higher dyke intensities towards the intrusion acting as fluid-pathways) and higher temperatures promoting increasing exchange during recrystallisation.

Role of the HCF-1 basic region in sustaining cell proliferation.

BACKGROUND: The human herpes simplex virus-associated host cell factor 1 (HCF-1) is a conserved human transcriptional co-regulator that links positive and negative histone modifying activities with sequence-specific DNA-binding transcription factors. It is synthesized as a 2035 amino acid precursor that is cleaved to generate an amino- (HCF-1(N)) terminal subunit, which promotes G1-to-S phase progression, and a carboxy- (HCF-1(C)) terminal subunit, which controls multiple aspects of cell division during M phase. The HCF-1(N) subunit contains a Kelch domain that tethers HCF-1 to sequence-specific DNA-binding transcription factors, and a poorly characterized so called "Basic" region (owing to a high ratio of basic vs. acidic amino acids) that is required for cell proliferation and has been shown to associate with the Sin3 histone deacetylase (HDAC) component. Here we studied the role of the Basic region in cell proliferation and G1-to-S phase transition assays. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Surprisingly, much like the transcriptional activation domains of sequence-specific DNA-binding transcription factors, there is no unique sequence within the Basic region required for promoting cell proliferation or G1-to-S phase transition. Indeed, the ability to promote these activities is size dependent such that the shorter the Basic region segment the less activity observed. We find, however, that the Basic region requirements for promoting cell proliferation in a temperature-sensitive tsBN67 cell assay are more stringent than for G1-to-S phase progression in an HCF-1 siRNA-depletion HeLa-cell assay. Thus, either half of the Basic region alone can support G1-to-S phase progression but not cell proliferation effectively in these assays. Nevertheless, the Basic region displays considerable structural plasticity because each half is able to promote cell proliferation when duplicated in tandem. Consistent with a potential role in promoting cell-cycle progression, the Sin3a HDAC component can associate independently with either half of the Basic region fused to the HCF-1 Kelch domain. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: While conserved, the HCF-1 Basic region displays striking structural flexibility for controlling cell proliferation.

Partial melting of basic dykes in the contact aureoles of two shallow-level, gabbro-pyroxenite intrusions, Fuerteventura

THESIS ABSTRACT Low-pressure anatexis of basic dykes gave rise to unusual, zebra-like migmatites, in the contact metamorphic aureoles of two layered gabbro-pyroxenite intrusions, PXl and PX2, in the root zone of an ocean island, Fuerteventura Basal Complex (Canary Islands). This thesis focuses on the understanding of processes attributing to the partial melting and formation of these migmatites, characterised by a dense network of closely spaced, millimetre-wide leucocratic segregations with perfectly preserved igneous textures. The presence of fluids are required to decrease the solidus of basic igneous lithologies, to allow partial melting in such aloes-pressure (1-2 kb) environment. An oxygen isotope study was thus carried out on dykes inside and beyond the PX2 aureole, in order to decipher the nature and origin of such fluids. Low or negative δ18O values were obtained for whole rocks and mineral-separates, decreasing towards the contact, with the intrusion itself retaining fairly high values. This trend has been attributed to the advection of meteoric water during magma emplacement, with increasing fluid/rock ratios (higher dyke intensities towards the intrusion acting as fluid-pathways) and higher temperatures promoting increasing exchange during recrystallisation. A comparison of whole rock and mineral major- and trace- element data allowed the redistribution of elements .between different mineral phases and generations, during contact metamorphism and partial melting to be assessed. Certain trace-elements, e.g. Zr, Hf, Y, and REEs, were internally redistributed during contact metamorphic recrystallisation, causing- the enrichment of neocrystallised diopsides compared to relict phenocrysts. This has been assigned to the liberation of trace elements on the breakdown of primary minerals, kaersutite and sphene, on entering the thermal aureole. Major and trace element compositions of minerals in migmatite melanosomes and leucosomes are almost identical, pointing to a syn- or post- solidus reequilibration on cooling of the migmatite terrain. The mineralogical, textural and geochemical evolution of dykes in a contact metamorphic aureole, is recorded around an apophysis of the PX1 intrusion, where there is evidence of incipient partial melting. Hydrothermal mineral pseudomorphs in the outer parts of the aureole are progressively replaced by dry mineral assemblages, with increasingly recrystallised diopside and evidence of partial melting -the extent of which varies from one lithology to another. The appearance of more mafic lithologies towards the intrusion, with lower whole rock SiO2 and mobile element abundances, e.g. Rb, Cs, K, has been explained by the migration and accumulation of feldspathic material into leucosomes outside the samples. A micro-structural study of leucosomes and leucocratic pods, with the aid of high-resolution X-ray computed micro-tomography (HRXµCT), allowing the visualization and quantification of shapes and orientations, was carried out in order to better understand the processes of melt segregation in the PX1 aureole. Leucocratic pods, representing former amygdales, are considered as natural strain ellipsoids. Their short axes are oriented perpendicular to leucosome planes, which sub-parallel the intrusive contact. Leucosomes thus effectively represent foliation planes. This implies that the direction of maximum shortening, during migmatisation, was perpendicular to the orientation of leucosomes, contradicting earlier models that suggest leucosomes represent tension veins. RESUME DE LA THESE Un phénomène rare de fusion partielle de filons basiques à basse pression a été étudié dans les auréoles de contact de deux intrusions litées de gabbro-pyroxénite, PX1 et PX2, localisées dans le soubassement de l'île volcanique de Fuerteventura aux Canaries. Cette anatexie a engendré des migmatites finement zébrées d'aspect très inhabituel, dont les processus de formation ont été étudiés dans le présent travail. Ces roches sont caractérisées par un réseau dense de veinules leucocrates d'épaisseur millimétrique, dont les textures ignées sont parfaitement préservées. La fusion partielle de roches basiques à basse pression (1-2 kbar) requiert la présence d'eau afin d'abaisser le solidus du système à des températures géologiquement réalistes. Une étude comparative des isotopes de l'oxygène a ainsi été menée sur des filons respectivement affectés et non affectés par le métamorphisme de contact, afin de confirmer la présence de ces fluides, de déterminer l'importance de leur interaction avec les roches et leur origine. Des valeurs de δ180 basses ou négatives ont été mesurées sur roche totale et minéraux séparés, décroissantes en direction du contact, alors que l'intrusion elle-même a conservé des valeurs élevées. Ce gradient a été attribué à l'advection d'eau météorique durant la mise en place du magma, les températures les plus élevées favorisant d'autant plus la circulation des fluides et les échanges isotopiques durant la recristallisation des roches. Cette recristallisation engendré une redistribution chimique complète des éléments entre les différentes générations de minéraux résultant du métamorphisme de contact et de l'anatexie, mise en évidence par microanalyse. Certains éléments traces comme Zr, Hf, Y et les REE ont été concentrés dans le diopside néoformé consécutivement à la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments comme la kaersutite ou le sphène. Les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux des mélanosomes et leucosomes des migmatites sont pratiquement identiques, indiquant une rééquilibration syn- à postsolidus lors du refroidissement de l'auréole de contact. La transformation progressive des filons basiques au niveau de leur minéralogie, textures et composition chimique a pu être observée en détail à l'approche du contact d'une apophyse de l'intrusion PX1. La paragenèse magmatique initiale n'est jamais préservée, les faciès les plus distants du contact étant constitués d'un assemblage pseudomorphique hydrothermal. Ce dernier est progressivement remplacé par des assemblages anhydres incluant du diopside néoformé, puis apparaissent les premiers signes de fusion partielle, dont l'importance varie fortement d'une lithologie à l'autre. L'apparition de faciès plus basiques en direction du contact, avec des teneurs réduites en SiO2 et en éléments incompatibles tels Rb, Cs, K, a été attribuée à l'échappement de leucosomes feldspathiques hors du système. Une étude microstructurale de la distribution spatiale du matériel leucocrate au sein des migmatites par microtomographie X de haute résolution (HRXµCT) a été menée pour mieux comprendre les processus de ségrégation des liquides dans l'auréole de PX1. De petites entités ovoïdes, représentant d'anciennes structures amygdalaires au sein des filons, ont été considérées comme des ellipsoïdes marqueurs de la déformation finie. Leur petit axe est orienté perpendiculairement aux plans définis par les leucosomes, eux-mêmes subparallèles au contact intrusif. Les leucosomes matérialisent donc des plans de clivage. Ainsi, la direction de raccourcissement maximum durant la fusion partielle était perpendiculaire à l'orientation des leucosomes, contrairement à ce qui a été dit dans de précédentes publications, qui suggéraient que les leucosomes représentaient des veines de tension. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) L'observation directe du soubassement d'une île volcanique est une occasion rare, accessible dans le «complexe de base » de l'île canarienne de Fuerteventura. Ce dernier a enregistré divers phénomènes magmatiques, métamorphiques et de fusion partielle induits par l'intrusion répétée de magmas alimentant des appareils volcaniques sus jacents, sous forme de petits plutons, essaims de filons et complexes annulaires de gabbros alcalins, pyroxénites, syénites et carbonatites. Dans ce contexte de flux de chaleur élevé, des filons basiques ont subi une fusion partielle au contact de deux intrusions de gabbro-pyroxénite, un phénomène extrêmement rare à une profondeur aussi réduite, estimée à quelque 3-6 km. Les produits de cette fusion partielle sont des liquides très riches en feldspath, concentrés en un réseau dense de veinules blanches (leucosomes) au sein du matériau résiduel sombre non fondu (mélanosome) pour former ce qu'on appelle des migmatites. Outre les aspects pétrologiques liés à la formation de ces migmatites, l'intérêt majeur du phénomène réside dans le fait qu'il puisse représenter la source des magmas évolués parfois observés sur les îles océaniques. A des pressions aussi faibles que dans le soubassement de Fuerteventura (1-2 Kbar), la présence de fluides abondants est nécessaire pour abaisser la température de début de fusion des roches (solidus) à des valeurs géologiquement réalistes. Des expériences ont montré que même en présence de plusieurs %-poids d'eau, une température de 1000°C était encore nécessaire pour obtenir une proportion de liquide équivalente à celle observée sur le terrain, soit 25%. Or les magmas alcalins des îles océaniques, bien qu'hydratés, n'en contiennent de loin pas autant, ce qui implique une source d'eau externe. Une étude isotopique de l'oxygène a été entreprise afin de tester cette hypothèse. Les valeurs obtenues en 5180 sont basses ou négatives et indiquent l'influence d'eau d'origine météorique. Cette eau de pluie se serait infiltrée le long des filons depuis la surface du volcan et les aurait complètement hydrothermalisés en profondeur (situation encore visible à l'extérieur de l'auréole de contact), leur permettant ainsi de stocker l'eau nécessaire à leur fusion partielle ultérieure. L'interaction entre eau de pluie et filons a été d'autant plus importante que ces derniers étaient proches du contact avec l'intrusion, ce qui suggère que la circulation de ces eaux et leur interaction avec les roches a été favorisée par la chaleur fournie par l'intrusion elle-même. Un autre aspect de ce travail s'est focalisé sur la redistribution des éléments traces au sein des minéraux des filons basiques durant le métamorphisme de contact et la fusion partielle. Ainsi, le pyroxène de seconde génération est-il sensiblement enrichi en traces telles Zr, Hf, Y et les terres rares, par rapport au pyroxène magmatique originel, en relation avec la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments tels le sphène et la kaersutite. Cependant, les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux recristallisés des migmatites sont pratiquement les mêmes dans les leucosomes et les mélanosomes, suggérant une rééquilibration chimique complète durant le refroidissement de ces lithologies. Si certaines migmatites se sont comportées en système chimiquement fermé (hormis l'eau météorique), d'autres filons ont manifestement perdu une partie de leurs leucosomes, ainsi qu'en témoigne leur composition progressivement appauvrie en silice et autres éléments incompatibles mobiles, tels K et Rb à l'approche du contact de l'intrusion. Parallèlement à cette évolution chimique, les paragenèses hydrothermales distantes du contact sont progressivement remplacées par des paragenèses anhydres, puis par l'apparition des premiers leucosomes, tandis que les textures magmatiques initiales sont complètement effacées au profit d'une combinaison de textures magmatique dans les leucosomes et en mosaïque dans les mélanosomes. Enfin, la distribution spatiale des liquides de fusion partielle a été étudiée par microtomographie X de haute résolution, dans des filons contenant des entités ovoïdes leucocrates, sans doute d'anciennes amygdales à zéolites. Ces dernières ont été considérées comme des ellipsoïdes de la déformation finie. L'orientation de leur petit axe, perpendiculaire au plan défini par les veinules de leucosomes, indique que ces derniers représentent des plans de clivage perpendiculaires à la direction de raccourcissement maximum. Ainsi, la ségrégation des liquides de fusion partielle se serait faite dans les plans de compression et non dans des plans de dilatation, contrairement à ce que laisserait penser le sens commun.

Monitoring the clinical introduction of a glutamine and antioxidant solution in critically ill trauma and burn patients

OBJECTIVE: Enteral glutamine supplementation and antioxidants have been shown to be beneficial in some categories of critically ill patients. This study investigated the impact on organ function and clinical outcome of an enteral solution enriched with glutamine and antioxidant micronutrients in patients with trauma and with burns. METHODS: This was a prospective study of a historical control group including critically ill, burned and major trauma patients (n = 86, 40 patients with burns and 46 with trauma, 43 in each group) on admission to an intensive care unit in a university hospital (matching for severity, age, and sex). The intervention aimed to deliver a 500-mL enteral solution containing 30 g of glutamine per day, selenium, zinc, and vitamin E (Gln-AOX) for a maximum of 10 d, in addition to control treatment consisting of enteral nutrition in all patients and intravenous trace elements in all burn patients. RESULTS: Patients were comparable at baseline, except for more inhalation injuries in the burn-Gln-AOX group (P = 0.10) and greater neurologic impairment in the trauma-Gln-AOX group (P = 0.022). Intestinal tolerance was good. The full 500-mL dose was rarely delivered, resulting in a low mean glutamine daily dose (22 g for burn patients and 16 g for trauma patients). In burn patients intravenous trace element delivery was superior to the enteral dose. The evolution of the Sequential Organ Failure Assessment score and other outcome variables did not differ significantly between groups. C-reactive protein decreased faster in the Gln-AOX group. CONCLUSION: The Gln-AOX supplement was well tolerated in critically ill, injured patients, but did not improve outcome significantly. The delivery of glutamine below the 0.5-g/kg recommended dose in association with high intravenous trace element substitution doses in burn patients are likely to have blunted the impact by not reaching an efficient treatment dose. Further trials testing higher doses of Gln are required.

Binding of ²³⁹Pu and ⁹⁰Sr to organic colloids in soil solutions: evidence from a field experiment.

Colloidal transport has been shown to enhance the migration of plutonium in groundwater downstream from contaminated sites, but little is known about the adsorption of ⁹⁰Sr and plutonium onto colloids in the soil solution of natural soils. We sampled soil solutions using suction cups, and separated colloids using ultrafiltration to determine the distribution of ²³⁹Pu and ⁹⁰Sr between the truly dissolved fraction and the colloidal fraction of the solutions of three Alpine soils contaminated only by global fallout from the nuclear weapon tests. Plutonium was essentially found in the colloidal fraction (>80%) and probably associated with organic matter. A significant amount of colloidal ⁹⁰Sr was detected in organic-rich soil solutions. Our results suggest that binding to organic colloids in the soil solutions plays a key role with respect to the mobility of plutonium in natural alpine soils and, to a lesser extent, to the mobility of ⁹⁰Sr.

Salvia divinorum: an hallucinogenic mint which might become a new recreational drug in Switzerland.

Salvia divinorum Epling & Jativa is an hallucinogenic mint traditionally used for curing and divination by the Mazatec Indians of Oaxaca, Mexico. Young people from Mexican cities were reported to smoke dried leaves of S. divinorum as a marijuana substitute. Recently, two S. divinorum specimens were seized in a large-scale illicit in-door and out-door hemp plantation. Salvinorin A also called divinorin A, a trans-neoclerodane diterpene, was identified in several organic solvent extracts by gas chromatography-mass spectrometry. The botanical identity of the plant was confirmed by comparing it to an authentic herbarium specimen. More plants were then discovered in Swiss horticulturists greenhouses. All these data taken together suggest that many attempts exist in Switzerland to use S. divinorum as a recreational drug. This phenomenon may be enhanced because neither the magic mint, nor its active compound are banned substances listed in the Swiss narcotic law.

A fatal overdose of cocaine associated with coingestion of marijuana, buprenorphine, and fluoxetine. Body fluid and tissue distribution of cocaine and its metabolites determined by hydrophilic interaction chromatography-mass spectrometry(HILIC-MS).

Chromatographic separation of highly polar basic drugs with ideal ionspray mass spectrometry volatile mobile phases is a difficult challenge. A new quantification procedure was developed using hydrophilic interaction chromatography-mass spectrometry with turbo-ionspray ionization in the positive mode. After addition of deuterated internal standards and simple clean-up liquid extraction, the dried extracts were reconstituted in 500 microL pure acetonitrile and 5 microL was directly injected onto a Waters Atlantis HILIC 150- x 2.1-mm, 3-microm column. Chromatographic separations of cocaine, seven metabolites, and anhydroecgonine were obtained by linear gradient-elution with decreasing high concentrations of acetonitrile (80-56% in 18 min). This high proportion of organic solvent makes it easier to be coupled with MS. The eluent was buffered with 2 mM ammonium acetate at pH 4.5. Except for m-hydroxy-benzoylecgonine, the within-day and between-day precisions at 20, 100, and 500 ng/mL were below 7 and 19.1%, respectively. Accuracy was also below +/- 13.5% at all tested concentrations. The limit of quantification was 5 ng/mL (%Diff < 16.1, %RSD < 4.3) and the limit of detection below 0.5 ng/mL. This method was successfully applied to a fatal overdose. In Switzerland, cocaine abuse has dramatically increased in the last few years. A 45-year-old man, a known HIV-positive drug user, was found dead at home. According to relatives, cocaine was self-injected about 10 times during the evening before death. A low amount of cocaine (0.45 mg) was detected in the bloody fluid taken from a syringe discovered near the corpse. Besides injection marks, no significant lesions were detected during the forensic autopsy. Toxicological investigations showed high cocaine concentrations in all body fluids and tissues. The peripheral blood concentrations of cocaine, benzoylecgonine, and methylecgonine were 5.0, 10.4, and 4.1 mg/L, respectively. The brain concentrations of cocaine, benzoylecgonine, and methylecgonine were 21.2, 3.8, and 3.3 mg/kg, respectively. The highest concentrations of norcocaine (about 1 mg/L) were measured in bile and urine. Very high levels of cocaine were determined in hair (160 ng/mg), indicating chronic cocaine use. A low concentration of anhydroecgonine methylester was also found in urine (0.65 mg/L) suggesting recent cocaine inhalation. Therapeutic blood concentrations of fluoxetine (0.15 mg/L) and buprenorphine (0.1 microg/L) were also discovered. A relatively high concentration of Delta(9)-THC was measured both in peripheral blood (8.2 microg/L) and brain cortex (13.5 microg/kg), suggesting that the victim was under the influence of cannabis at the time of death. In addition, fluoxetine might have enhanced the toxic effects of cocaine because of its weak pro-arrhythmogenic properties. Likewise, combination of cannabinoids and cocaine might have increase detrimental cardiovascular effects. Altogether, these results indicate a lethal cocaine overdose with a minor contribution of fluoxetine and cannabinoids.

Microstructural, chemical and isotopic evidence for the origin of late neolithic leather recovered from an ice field in the Swiss Alps

Archaeological leather samples recovered from the ice field at the Schnidejoch Pass (altitude 2756 m amsl) in the western Swiss Alps were studied using optical, chemical molecular and isotopic (delta(13)C and delta(15)N of the bulk leather, and compound-specific delta(13)C analyses of the organic-solvent extracted fatty acids) methods to obtain insight into the origin of the leather and ancient tanning procedures. For comparison, leathers from modern native animals in alpine environment (red deer, goat, sheep, chamois, and calf/cow) were analyzed using the same approach. Optical and electron microscopically comparisons of Schnidejoch and modern leathers showed that the gross structure (pattern of collagen fibrils and intra-fibrils material) of archaeological leather had survived essentially intact for five millennia. The SEM studies of the hairs from the most important archaeological find, a Neolithic leather legging, show a wave structure of the hair cuticle, which is a diagnostic feature for goatskins. The variations of the bulk delta(13)C and delta(15)N values, and delta(13)C values of the main fatty acids are within the range expected for pre-industrial temperate C(3) environment. The archaeological leather samples contain a mixture of indigenous (from the animal) and exogenous plant/animal lipids. An important amount of waxy n-alkanes, n-alkan-1-ols and phytosterols (beta-sitosterol, sitostanol) in all samples, and abundant biomarker of conifers (nonacosan-10-01) in the legging leathers clearly indicate that the Neolithic people were active in a subalpine coniferous forest, and that they used an aqueous extract of diverse plant material for tanning leather. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Long-term and long range migration of radioisotopes in terrestrial systems : mechanisms of radioisotopes (Cs, Sr, Pu, Am) mobilization in soils

Summary Artificial radionuclides were released in the environment during the atmospheric nuclear weapon tests and after accidental events involving nuclear industries. As a primary receptor of the deposition, the soil is a very sensitive compartment and understanding the interaction and migration of radionuclides within soils allows the development of scenario for the contamination risk of the population and of the environment. Most available field studies on radionuclides in soils only concern one or two isotopes, mostly 137Cs, and few physico-chemical soil parameters. The purpose of this study was a broader understanding of the radioecology of an Alpine valley. In a first part, we aimed to describe the depth distribution of 137Cs, 90Sr, 239+240Pu, and 241Am within different alpine soils and to identify some stable elements as indicators for accumulating layers. In the central part of the study, the goal was to investigate the repartition of ^Sr and 239Pu between the truly dissolved fraction and the colloidal fraction of the soil solutions and to identify the nature of colloids involved in the adsorption of ^Sr and 239Pu. These results were integrated in an "advection- sorption" transport model seeking to explain the migration of 239Pu and 90Sr within the soils and to assess the importance of colloidal transport for these two isotopes. A further aspect studied was the role of the competition between the radioisotopes (137Cs and 90Sr) and their stable chemical analogues (K and Ca) with respect to plant uptake by different plant species. The results on the depth distribution within the soils showed that 137Cs was mostly retained in the topsoil, to the exception of an organic-rich soil (Histosol 2) receiving important surface runoff, where migration down to a depth of 30 cm was observed. 137Cs depth distribution within the soils was similar to unsupported 210Pb depth distribution. The plant uptake of 137Cs clearly depended on the concentration of exchangeable potassium in the soils. Moreover, we showed that the 137Cs uptake by certain species of the taxonomic orders Poales and Rosales was more sensitive to the increase in exchangeable Κ compared to other orders. Strontium-90 was much more mobile in the soils than 137Cs and depth migration and accumulation in specific AI- and Fe-rich layers were found down to 30 cm. Copper and Ni showed accumulations in these same layers, indicating their potential to be used as indicators for the migration of ^Sr within the soils. In addition, we observed a 90Sr activity peak in the topsoil that can be attributable to recycling of 90Sr by plant uptake. We demonstrated for the first time that a part of 90Sr (at least 40%) was associated with the colloids in organic-rich soil solutions. Therefore, we predict a significant effect of the colloidal migration of ^Sr in organic-rich soil solutions. The plant uptake results for 90Sr indicated a phylogenetic effect between Non-Eudicot and Eudicots: the order Poales concentrating much less 90Sr than Eudicots do. Moreover, we were able to demonstrate that the sensitivity of the 90Sr uptake by 5 different Alpine plant species to the amount of exchangeable Ca was species-independent. Plutonium and 241Am accumulated in the second layer of all soils and only a slight migration deeper than 20 cm was observed. Plutonium and 241Am showed a similar depth distribution in the soils. The model results suggested that the present day migration of 239Pu was very slow and that the uptake by plants was negligible. 239Pu activities between 0.01 to 0.08 mBq/L were measured in the bulk soil solutions. Migration of 239Pu with the soil solution is dominated by colloidal transport. We reported strong evidences that humic substances were responsible of the sorption of 239Pu to the colloidal fraction of the soil solutions. This was reflected by the strong correlation between 239Pu concentrations and the content of (colloidal) organic matter in the soil solution. Résumé Certains radioéléments artificiels ont été disséminés dans l'environnement suite aux essais atmosphériques de bombes nucléaires et suite à des accidents impliquant les industries nucléaires. En tant que récepteur primaire de la déposition, le sol est un compartiment sensible et des connaissances sur les interactions et la migration des radioéléments dans le sol permettent de développer des modèles pour estimer la contamination de la population et de l'environnement. Actuellement, la plupart des études de terrain sur ce sujet concernent uniquement un ou deux radioéléments, surtout le 137Cs et peu d'études intègrent les paramètres du sol pour expliquer la migration des radioéléments. Le but général de cette étude était une compréhension étendue de la radio-écologie d'une vallée alpine. Notre premier objectif était de décrire la distribution en profondeur de 137Cs, ^Sr, 239+240pu et 241Am dans différents sols alpins en relation avec des éléments stables du sol, dans le but d'identifier des éléments stables qui pourraient servir d'indicateurs pour des horizons accumulateurs. L'objectif de la deuxième partie, qui était la partie centrale de l'étude, était d'estimer le pourcentage d'activité sous forme colloïdale du 239Pu et du 90Sr dans les solutions des sols. De plus nous avons déterminé la nature des colloïdes impliqués dans la fixation du ^Sr et 239Pu. Nous avons ensuite intégré ces résultats dans un modèle de transport développé dans le but de décrire la migration du 239Pu et 90Sr dans le sol. Finalement, nous avons étudié l'absorption de 137Cs et 90Sr par les plantes en fonction de l'espèce et de la compétition avec leur élément analogue stable (K et Ca). Les résultats sur la migration en profondeur du 137Cs ont montré que ce radioélément était généralement retenu en surface, à l'exception d'un sol riche en matière organique dans lequel nous avons observé une nette migration en profondeur. Dans tous les sols, la distribution en profondeur du 137Cs était corrélée avec la distribution du 210Pb. L'absorption du 137Cs par les plantes, était dépendante de la concentration en Κ échangeable dans le sol, le potassium étant un compétiteur. De plus, nous avons observé que les espèces ne réagissaient pas de la même manière aux variations de la concentration de Κ échangeable. En effet, les espèces appartenant aux ordres des Poales et des Rosales étaient plus sensibles aux variations de potassium échangeable dans le sol. Dans tous les sols Le 90Sr était beaucoup plus mobile que le 137Cs. En effet, nous avons observé des accumulations de 90Sr dans des horizons riches en Fe et Al jusqu'à 30 cm de profondeur. De plus, le Cu et le Ni montraient des accumulations dans les mêmes horizons que le 90Sr, indiquant qu'il pourrait être possible d'utiliser ces deux éléments comme analogues pour la migration du 90Sr. D'après le modèle développé, le pic de 90Sr dans les premiers centimètres du sol peut être attribué à du recyclage par les plantes. Le 90Sr en solution était principalement sous forme dissoute dans des solutions de sols peu organique (entre 60 et 100% de 90Sr dissous). Par contre, dans des solutions organiques, un important pourcentage de 90Sr (plus de 40%) était associé aux colloïdes. La migration colloïdale du 90Sr peut donc être significative dans des solutions organiques. Comme pour le 137Cs, l'absorption du 90Sr par les plantes dépendait de la concentration de son analogue chimique dans la fraction échangeable du sol. Par contre, les espèces de plantes étudiées avaient la même sensibilité aux variations de la concentration du calcium échangeable. Le plutonium et l'américium étaient accumulés dans le deuxième horizon du sol et nous avons observé seulement une faible migration plus profondément que 20 cm. Selon le modèle, la migration actuelle du plutonium est très lente et l'absorption par les plantes semble négligeable. Nous avons mesuré entre 0.01 et 0.08 mBq/L de 239Pu dans les solutions de sol brutes. La migration du plutonium par la solution du sol est due principalement aux colloïdes, probablement de nature humique. Résumé grand public Dans les années 1950 à 1960, l'environnement a été contaminé par des éléments radioactifs (radioéléments) artificiels provenant des essais des armes atomiques et de l'industrie nucléaire. En effet, durant ces années, les premiers essais de bombes atomiques se faisaient dans l'atmosphère, libérant de grandes quantités d'éléments radioactifs. De plus certains accidents impliquant l'industrie nucléaire civile ont contribué à la dissémination d'éléments radioactifs dans l'environnement. Ce fut par exemple le cas de l'accident de la centrale atomique de Tchernobyl en 1986 qui a causé une importante contamination d'une grande partie de l'Europe par le 137Cs. Lorsqu'ils sont libérés dans l'atmosphère, les radioéléments sont dispersés et transportés par les courants atmosphériques, puis peuvent être déposés dans l'environnement, principalement par les précipitations. Une fois déposés sur le sol, les radioéléments vont interagir avec les composants du sol et migrer plus ou moins vite. La connaissance des interactions des éléments radioactifs avec le sol est donc importante pour prédire les risques de contamination de l'environnement et de l'homme. Le but général de ce travail était d'évaluer la migration de différents éléments radioactifs (césium-137, strontium-90, plutonium et américium-241) à travers le sol. Nous avons choisi un site d'étude en milieu alpin (Val Piora, Tessin, Suisse), contaminé en radioéléments principalement par les retombées de l'accident de Tchernobyl et des essais atmosphériques de bombes atomiques. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la distribution en profondeur des éléments radioactifs dans le sol et l'avons comparée à divers éléments stables. Cette comparaison nous a permit de remarquer que le cuivre et le nickel s'accumulaient dans les mêmes horizons du sol que le strontium-90 et pourraient donc être utilisés comme analogue pour la migration du strontium-90 dans les sols. Dans la plupart des sols étudiés, la migration du césium-137, du plutonium et de l'américium-241 était lente et ces radioéléments étaient donc accumulés dans les premiers centimètres du sol. Par contre, le strontium-90 a migré beaucoup plus rapidement que les autres radioéléments si bien qu'on observe des accumulations de strontium-90 à plus de 30 cm de profondeur. Les radioéléments migrent dans la solution du sol soit sous forme dissoute, soit sous forme colloïdale, c'est-à-dire associés à des particules de diamètre < Ιμηι. Cette association avec des colloïdes permet à des radioéléments peu solubles, comme le plutonium, de migrer plus rapidement qu'attendu. Nous avons voulu savoir quelle était la part de strontium-90 et plutonium associés à des colloïdes dans la solution du sol. Les résultats ont montré que le plutonium en solution était principalement associé à des colloïdes de type organique. Quant au strontium-90, ce dernier était en partie associé à des colloïdes dans des solutions de sol riches en matière organique, par contre, il était principalement sous forme dissoute dans les solutions de sol peu organiques. L'absorption de radioéléments par les plantes représente une voie importante pour le transfert vers la chaîne alimentaire, par conséquent pour la contamination de l'homme. Nous avons donc étudié le transfert du césium-137 et du strontium-90 de plusieurs sols vers différentes espèces de plantes. Les résultats ont montré que l'absorption des radioéléments par les plantes était liée à la concentration de leur analogue chimique (calcium pour le strontium-90 et potassium pour le césium- 137) dans la fraction échangeable du sol. De plus certaines espèces de plantes accumulent significativement moins de strontium-90.

Pitfalls in aminoacid and organic acid analysis: 3-hydroxypropionic aciduria.

Pitfalls in organic acid analysis can originate from inadequate methodology, analytical interferences, in vivo interactions and from pre-analytical conditions which often are unknown to the specialized analytical laboratory. Among the latter, ingested food and additives, metabolites of food processing or medications have to be considered. Bacterial metabolites from the gastrointestinal or urogenital system or formed after sample collection can lead to pitfalls as well. An example of such a patient whose urinary metabolites mimic at first glance inherited propionic aciduria is described.

Endothelial nitric oxide synthase gene transfer restores endothelium-dependent relaxations and attenuates lesion formation in carotid arteries in apolipoprotein E-deficient mice.

Nitric oxide (NO) and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) exert partly opposing effects in vascular biology. NO plays pleiotropic vasoprotective roles including vasodilation and inhibition of platelet aggregation, smooth muscle cell proliferation, and endothelial monocyte adhesion, the last effect being mediated by MCP-1 downregulation. Early stages of arteriosclerosis are associated with reduced NO bioactivity and enhanced MCP-1 expression. We have evaluated adenovirus-mediated gene transfer of human endothelial NO synthase (eNOS) and of a N-terminal deletion (8ND) mutant of the MCP-1 gene that acts as a MCP-1 inhibitor in arteriosclerosis-prone, apolipoprotein E-deficient (ApoE(-/-)) mice. Endothelium-dependent relaxations were impaired in carotid arteries instilled with a noncoding adenoviral vector but were restored by eNOS gene transfer (p < 0.01). A perivascular collar was placed around the common carotid artery to accelerate lesion formation. eNOS gene transfer reduced lesion surface areas, intima/media ratios, and macrophage contents in the media at 5-week follow-up (p < 0.05). In contrast, 8ND-MCP-1 gene transfer did not prevent lesion formation. In conclusion, eNOS gene transfer restores endothelium-dependent vasodilation and inhibits lesion formation in ApoE(-/-) mouse carotids. Further studies are needed to assess whether vasoprotection is maintained at later disease stages and to evaluate the long-term efficacy of eNOS gene therapy for primary arteriosclerosis.

An iterative Multiscale Finite-Volume algorithm converging to the exact solution

The multiscale finite volume (MsFV) method has been developed to efficiently solve large heterogeneous problems (elliptic or parabolic); it is usually employed for pressure equations and delivers conservative flux fields to be used in transport problems. The method essentially relies on the hypothesis that the (fine-scale) problem can be reasonably described by a set of local solutions coupled by a conservative global (coarse-scale) problem. In most cases, the boundary conditions assigned for the local problems are satisfactory and the approximate conservative fluxes provided by the method are accurate. In numerically challenging cases, however, a more accurate localization is required to obtain a good approximation of the fine-scale solution. In this paper we develop a procedure to iteratively improve the boundary conditions of the local problems. The algorithm relies on the data structure of the MsFV method and employs a Krylov-subspace projection method to obtain an unconditionally stable scheme and accelerate convergence. Two variants are considered: in the first, only the MsFV operator is used; in the second, the MsFV operator is combined in a two-step method with an operator derived from the problem solved to construct the conservative flux field. The resulting iterative MsFV algorithms allow arbitrary reduction of the solution error without compromising the construction of a conservative flux field, which is guaranteed at any iteration. Since it converges to the exact solution, the method can be regarded as a linear solver. In this context, the schemes proposed here can be viewed as preconditioned versions of the Generalized Minimal Residual method (GMRES), with a very peculiar characteristic that the residual on the coarse grid is zero at any iteration (thus conservative fluxes can be obtained).

Devolatilization-induced pressure build-up: Implications for reaction front movement and breccia pipe formation

Generation of fluids during metamorphism can significantly influence the fluid overpressure, and thus the fluid flow in metamorphic terrains. There is currently a large focus on developing numerical reactive transport models, and with it follows the need for analytical solutions to ensure correct numerical implementation. In this study, we derive both analytical and numerical solutions to reaction-induced fluid overpressure, coupled to temperature and fluid flow out of the reacting front. All equations are derived from basic principles of conservation of mass, energy and momentum. We focus on contact metamorphism, where devolatilization reactions are particularly important owing to high thermal fluxes allowing large volumes of fluids to be rapidly generated. The analytical solutions reveal three key factors involved in the pressure build-up: (i) The efficiency of the devolatilizing reaction front (pressure build-up) relative to fluid flow (pressure relaxation), (ii) the reaction temperature relative to the available heat in the system and (iii) the feedback of overpressure on the reaction temperature as a function of the Clapeyron slope. Finally, we apply the model to two geological case scenarios. In the first case, we investigate the influence of fluid overpressure on the movement of the reaction front and show that it can slow down significantly and may even be terminated owing to increased effective reaction temperature. In the second case, the model is applied to constrain the conditions for fracturing and inferred breccia pipe formation in organic-rich shales owing to methane generation in the contact aureole.

Indirect effects of peri-and postnatal choline treatment on place-learning abilities in rat.

This work was aimed at analyzing the effects of perinatal choline supplementation on the development of spatial abilities and upon adult performance. Choline supplementation (3.5 g/L in 0.02 M saccharin solution in tap water) was maintained for two weeks before birth and for up to four weeks postnatally. Additional supplementation was maintained from the fifth to the tenth week postnatally. Spatial-learning capacities were studied at the ages of 26, 65, or 80 days in a circular swimming pool (Morris place-navigation task) and at the age of 7 months in a homing arena. Treatment effects were found in both juvenile and adult rats, and thus persisted for several months after the cessation of the supplementation. The choline supplementation improved the performance in the water maze in a very selective manner. The most consistent effect was a reduction in the latency to reach a cued platform at a fixed position in space, whereas the improvement was limited when the platform was invisible and had to be located relative to distant cues only. However, after removal of the goal cue, the treated rats showed a better retention of the training position than did the control rats. A similar effect was observed in a dry-land task conducted in the homing arena. The choline supplementation thus induced a significant improvement of spatial memory. But since this effect was only evident following training with a salient cue, it might be regarded as an indirect effect promoted by an optimal combination of cue guidance with a place strategy.