Hydrogen isotope fractionations between amphiboles, micas, and fluids in alkaline igneous intrusions

RÉSUMÉ DE LA THÈSE Les teneurs des amphiboles en éléments majeurs et en isotopes stables ont été analysées dans plusieurs complexes ignés alcalins et hyperalcalins, dans le but de déterminer l'importance des variations de composition des minéraux pour le fractionnement isotopique de l'hydrogène dans un système naturel minéral-magma-fluide. Cette étude se concentre principalement sur les syénites néphéliniques de complexes intrusifs alcalins bien connus mais à chimie variable, dont les amphiboles, ainsi que d'autres silicates hydratés tels que micas et eudialytes, lorsque cela était possible, ont été séparés. L'intérêt principal s'est porté sur le complexe alcalin d'Ilímaussaq de la Province du Gardar, au Sud du Groenland. Dans une optique de comparaison, nous avons collecté et analysé d'autres échantillons provenant du complexe de Tugtutôq (Sud Groenland), des complexes de Khibina et Lovozero (Péninsule de Kola, Russie), du Mont St-Hilaire et du Mont Royal (Canada) et de 6 autres du nord-ouest de la Namibie (Cape Cross, Okenyenya, Messum, Etaneno, Kalkfeld,et Okorusu). Les compositions isotopiques de l'hydrogène des amphiboles des ces différentes zones présentent de grandes variations (-227 à -700/00), ce qui est atypique pour des magmas d'origine mantellique. Les valeurs comprises entre -80 et -400/00 indiquent une provenance du manteau. Ces larges variations de compositions ainsi que l'extrême appauvrissement en isotope lourd de l'hydrogène (D), en comparaison avec d'autres roches ignées, semblent être propres.aux roches alcalines et hyperalcalines de ce type, ce qui indiquerait un processus commun. Les différents complexes alcalins choisis présentent un large intervalle de composition chimique des amphiboles. La caractérisation des amphiboles par microscopie électronique et par spectroscopie Mössbauer contribuent à observer le contrôle du Fe sur le fractionnement des isotopes de l'hydrogène. En effet, cela a mis en évidence un contrôle du Fe sur le fractionnement et même, dans le cas du complexe hyperalcalin d'Ilímaussaq, une relation entre le rapport Fei3+/FeT et les variations du rapport D/H. Les complexes étudiés diffèrent de par leur index agpaïtique (Na+K/Al) et également de par leur contenu en fer. Les plus hautes valeurs en Fe (27-35 wt%) et en éléments alcalins dans les amphiboles, ainsi que les teneurs de D/H les plus basses et leur grande variation, sont celles du complexe d'Ilímaussaq. Les amphiboles de la Péninsule de Kola et du Canada sont similaires, mais toutefois moins appauvries en D. En ce qui concerne les amphiboles des complexes du NO de la Namibie, elles présentent des compositions isotopiques de l'hydrogène magmatiques normales (-73 à -100 0/00), contiennent moins de Fe (15-17 wt%) et sont fortement enrichies en Ca et moins en Na. Dans ce cas, l'alcalinité est moins importante en comparaison des autres complexes étudiés. En dehors des teneurs en éléments alcalins des amphiboles, l'alcalinité des fluides s'avère également un facteur important, ce qui est cohérent avec certaines suggestions à partir de systèmes expérimentaux. Afin de mieux contraindre ce facteur, des expériences d'échanges hydrothermaux entre les amphiboles et les fluides de salinité différente ont été effectuées en simulant des conditions naturelles. L'approximation d'amphiboles naturelles de complexes ignés alcalins, couplée aux expériences d'échange, aide à préciser les facteurs contrôlant le fractionnement des isotopes de l'hydrogène dans les roches alcalines. Les valeurs extrêmement basses de 3D des amphiboles de ces complexes alcalins peuvent être dues à une combinaison de différents facteurs, telles qu'une haute alcalinité, une haute teneur en Fe et une faible profondeur d'intrusion. Les grandes variations ainsi que les faibles valeurs de SD des amphiboles étudiées peuvent résulter d'un processus magmatique interne et il est peu probable que de l'eau météorique soit impliquée et/ou que le dégazage magmatique ait joué un rôle. THESIS ABSTRACT Major element and stable isotope compositions of amphiboles were analyzed from a number of alkaline and peralkaline igneous complexes in order to determine the importance of compositional variations in minerals to hydrogen isotope fractionations in natural mineral-melt-fluid systems. The thesis mainly focuses on nepheline syenites of well-studied, but chemically variable alkaline intrusive rocks, from which amphiboles and, if possible, other hydrous silicates such as micas and eudialytes were separated. The system of primary interest was the alkaline Ilímaussaq Complex of the Gardar Province of South Greenland. For the purpose of comparison additional samples were collected and examined from the Tugtutôq Complex (South Greenland), the Khibina and Lovozero Complexes (Kola Peninsular, Russia), Mount St-Hilaire and Mount Royal (Canada) and six further complexes from NW Namibia (Cape Cross, Okenyenya, Messum, Etaneno, Kalkfeld, and Okorusu). The hydrogen isotope compositions of amphiboles from the localities studied differ greatly, which is atypical for amphiboles from mantle, range between - 227 and - 700/00 (latter compatible with a simple mantle origin). As this wide range in compositions and the extreme depletion in the heavy hydrogen isotope (D) content relative to other igneous rocks appear to be unique to alkaline to peralkaline rocks of this type, a common process is indicated. The different alkaline complexes chosen cover a wide range of amphibole chemical compositions. Detailed chemical characterization of amphiboles by electron microprobe and Mössbauer spectroscopy analyses helped to constrain the control of Fe on the H-isotope fractionations. Complete characterization of the chemical compositions of the amphiboles support Fe-control on fractionations and at least for the peralkaline Ilímaussaq complex a relationship between Fe3+/FeT ratios and variations in D/H. The studied complexes differ in their agpaitic index (Na+K/Al) and also in their Fe-content. The most iron (27-35 wt. %) and alkaline element rich amphiboles, with the lowermost D/H ratio, as well with very wide range, are the ones from Ilímaussaq complex. Similar, but less D depleted amphiboles are from the Kola Peninsula and the Canadian localities. The complexes described from NW Namibia have amphiboles with normal magmatic hydrogen isotope composition (-730/00 to -1000/00), and have less Fe-content (15-17 wt. %), and are more Ca-and less Na-rich. In this case alkalinity is not that important in comparison to the other studied complexes. Beside the alkaline element contents in the amphiboles, the alkalinity of the fluids has been found to be an important factor, in conjunction with earlier suggestions from experimental systems. To further constrain this factor, hydrothermal exchange experiments between amphiboles and fluids of different salinity simulating natural conditions were performed. The approach of examining natural amphiboles from alkaline igneous complexes in parallel to performing exchange experiments - helped to further constrain the factors controlling the H-isotope fractionations in alkaline rocks. The observed changes between the hydrogen and oxygen isotope compositions of amphiboles and fluids before and after the experiments suggest that another phase was produced during the experiments, which influenced the final hydrogen isotope composition of the system. This presumably hydrous phase has also influenced the Fe3 +/Fe2+ ratio of the amphiboles, which became more oxidized. The extremely low SD values of amphiboles in these alkaline complexes may be due to a combination of different factors such as high alkalinity, high Fe-content, and shallow intrusion depths. This wide range and the low SD values of the amphiboles studied might be a result of internal, magmatic processes and it is unlikely that meteoric water was involved and/or magmatic degassing played an important role. RÉSUMÉ DE LA THÈSE (pour le grand public) Fractionnement isotopique de l'hydrogène entre amphiboles, micas et fluides dans des intrusions alcalines Zsófia Wáczek Directeur de thèse, Prof. Torsten W. Vennemann Institut de Minéralogie et Géochimie, Université de Lausanne Les roches alcalines et celles qui leurs sont associées sont des sources importantes de nombreux minéraux et minerais, tels l'apatite, le niobium, le diamant et autres pierres précieuses. Cette étude se concentre sur des complexes alcalins localisés dans le sud du Groenland, au Canada, dans la péninsule de Kola en Russie et au nord-ouest de la Namibie. Ces complexes sont composés de roches ayant cristallisé à partir de magmas et de fluides très enrichis en alcalins. Cet enrichissement permet la précipitation de minéraux inhabituels riches en potassium et/ou sodium, telles les amphiboles sodiques, également enrichies en fer. Les amphiboles étudiées ont des compositions calciques, sodi-calciques et sodiques, qui reflètent leurs différents environnements de formation. Des études précédentes ont révélé une large gamme de rapports isotopiques de l'hydrogène dans les amphiboles de roches hyperalcalines, dont certains extrêmement bas. Cette variation importante est très intrigante, sachant que des valeurs entre -40 et -800/00 correspondent à des silicates ignés hydratés et non altérés, alors que des valeurs descendant jusqu'a -1500/00 nécessiteraient une altération par de l'eau météorique et/ou une contamination par les roches environnantes ou des sédiments riches en matière organique. Dans lé cas précis du complexe d'Ilímaussaq (sud du Groenland), aucune de ces explications n'a pu être démontrée et des valeurs encore plus faibles ont été trouvées. Le complexe d'Ilímaussaq présente des valeurs de rapport isotopique de l'hydrogène entre -227 et -500/00 dans les amphiboles. Une origine mantellique permet d'expliquer les valeurs élevées, mais d'autres processus doivent entrer en jeu pour engendrer les valeurs les plus négatives. C'est à l'identification de ces processus que nous nous sommes attachés dans ce travail. Les grandes variations observées dans les teneurs en fer et dans le rapport Fe3+/FeT des roches et des minéraux de ces complexes sont corrélées avec d'autres paramètres chimiques, tels que la composition isotopique de l'hydrogène dans les amphiboles. Nous avons dès lors abordé les questions suivantes: quelle est la relation entre la teneur en fer des amphiboles et leur composition isotopique? Que nous apprennent les changements de la teneur en fer et les changements dans le rapport Fe3+/FeT sur les processus pétrologiques dans ces roches? Pour répondre à ces questions, nous avons analysé les compositions isotopiques de l'oxygène et de l'hydrogène dans les amphiboles et d'autres silicates hydratés. La composition chimique et le rapport Fe3+/FeT des amphiboles ont également été déterminés. Des expériences hydrothermales simulant des conditions naturelles ont été entreprises afin de mieux comprendre les processus de fractionnement isotopiques dans ces systèmes très alcalins. Nos conclusions sont les suivantes: (1) Les valeurs extrêmement faibles ainsi que les larges variations des rapports isotopiques de l'hydrogène des amphiboles de ces complexes alcalins sont dues à une combinaison de facteurs tels que la forte alcalinité, la haute teneur en fer et la profondeur très faible de l'intrusion. (2) Ces valeurs sont probablement le résultat de processus magmatiques internes. (3) Il est peu probable que les eaux météoriques et/ou le dégazage magmatique aient joué un rôle lors de la formation de ces amphiboles. (4) Certaines corrélations, en accord avec les études précédentes, ont pu être trouvées au niveau des concentrations en fer. (5) Dans le cas du complexe d'Ilímaussaq exclusivement, une relation a été trouvée entre le rapport Fe3+/FeT et la composition isotopique de l'hydrogène des amphiboles.

Diffuse nesidioblastosis with hypoglycemia mimicking an insulinoma: a case report.

INTRODUCTION: We describe a case of diffuse nesidioblastosis in an adult patient who presented with exclusively fasting symptoms and a focal pancreatic 111In-pentetreotide uptake mimicking an insulinoma. CASE PRESENTATION: A 23-year-old Caucasian man had severe daily fasting hypoglycemia with glucose levels below 2mmol/L. Besides rare neuroglycopenic symptoms (confusion, sleepiness), he was largely asymptomatic. His investigations revealed low venous plasma glucose levels, high insulin and C-peptide levels and a 72-hour fast test that were all highly suggestive for an insulinoma. Abdominal computed tomography and magnetic resonance imaging did not reveal any lesions. The sole imagery that was compatible with an insulinoma was a 111In-somatostatin receptor scintigraphy that showed a faint but definite focal tracer between the head and the body of the pancreas. However, this lesion could not be confirmed by endoscopic ultrasonography of the pancreas. Following duodenopancreatectomy, the histological findings were consistent with diffuse nesidioblastosis. Postoperatively, the patient continued to present with fasting hypoglycemia and was successfully treated with diazoxide. CONCLUSION: In the absence of gastrointestinal surgery, nesidioblastosis is very rare in adults. In addition, nesidioblastosis is usually characterized by post-prandial hypoglycemia, whereas this patient presented with fasting hypoglycemia. This case also illustrates the risk for a false positive result of 111In-pentetreotide scintigraphy in the case of nesidioblastosis. Selective arterial calcium stimulation and venous sampling is the most reliable procedure for the positive diagnosis of insulinoma or nesidioblastosis and should be used to confirm any suspicion based on imaging modalities.

Analyse des migrations de batraciens à la Route des Paysans (Jorat, Suisse) entre 1995-2005

Aménagé en 1988 dans une zone de chablis de la forêt des Vuargnes au Chalet-à- Gobet (Lausanne), l'étang de la Bressone est rapidement devenu un site d'importance régionale pour les batraciens. Chaque année, ce sont plusieurs milliers de batraciens (Bufo bufo, Rana temporaria et Mesotriton [Triturus] alpestris) qui traversent la Route des Paysans pour aller s'y reproduire. Dès 1993, une opération de sauvetage et de suivi des migrateurs a été mise en place là où une forte mortalité amphibienne était observée. Le suivi sur plus de 10 ans a permis de clarifier la démographie des espèces migratrices et d'évaluer leur viabilité. L'analyse phénologique des migrations a également permis d'identifier une avance de deux semaines des dates de migrations, évolution compatible avec un réchauffement climatique. En 2005, un passage inférieur permanent (ou crapauduc) a été aménagé par la ville de Lausanne dans le cadre de sa politique de développement durable Agenda 21. Plus de 75% des batraciens migrant au travers de la Route des Paysans empruntent désormais ce passage qui assure la pérennité des populations d'amphibiens.

Insight in protein S deficiency from mouse models

Protein S (ProS) is an important negative regulator of blood coagulation. Its physiological importance is evident in purpura fulminans and other life-threatening thrombotic disorders typical of ProS deficient patients. Our previous characterization of ProS deficiency in mouse models has shown similarities with the human phenotypes: heterozygous ProS-deficient mice (Pros+/-) had increased thrombotic risk whereas homozygous deficiency in ProS (Pros-/-) was incompatible with life (Blood 2009; 114:2307-2314). In tissues, ProS exerts cellular functions by binding to and activating tyrosine kinase receptors of the Tyro3 family (TAM) on the cell surface.To extend the analysis of coagulation defects beyond the Pros-/- phenotype and add new insights into the sites of synthesis ProS and its action, we generated mice with inactivated ProS in hepatocytes (Proslox/loxAlbCre+) as well as in endothelial and hematopoietic cells (Proslox/loxTie2Cre+). Both models resulted in significant reduction of circulating ProS levels and in a remarkable increased thrombotic risk in vivo. In a model of tissue factor (TF)-induced venous thromboembolism (VTE), only 17% of Proslox/loxAlbCre+ mice (n=12) and only 13% of Proslox/loxTie2Cre+ mice (n=14) survived, compared with 86% of Proslox/lox mice (n=14; P<0.001).To mimic a severe acquired ProS deficiency, ProS gene was inactivated at the adult stage using the polyI:C-inducible Mx1-Cre system (Proslox/loxMx1Cre+). Ten days after polyI:C treatment, Proslox/loxMx1Cre+ mice developed disseminated intravascular coagulation with extensive lung and liver thrombosis.It is worth noting that no skin lesions compatible with purpura fulminans were observed in any of the above-described models of partial ProS deficiency. In order to shed light on the pathogenesis of purpura fulminans, we exposed the different ProS-deficient mice to warfarin (0.2 mg/day). We observed that Pros+/-, Proslox/loxAlbCre+ and Proslox/loxTie2Cre+ mice developed retiform purpura (characterized by erythematous and necrotic lesions of the genital region and extremities) and died after 3 to 5 days after the first warfarin administration.In human, ProS is also synthesized by megakaryocytes and hence stored at high concentrations in circulating platelets (pProS). The role of pProS has been investigated by generating megakaryocyte ProS-deficient model using the PF4 promoter as Cre driver (Proslox/loxPf4Cre+). In the TF-induced VTE model, Proslox/loxPf4Cre+ (n=15) mice showed a significant increased risk of thrombosis compared to Proslox/lox controls (n=14; survival rate 47% and 86%, respectively; P<0.05). Furthermore, preliminary results suggest survival to be associated with higher circulating ProS levels. In order to evaluate the potential role of pProS in thrombus formation, we investigated the thrombotic response to intravenous injection of collagen-epinephrine in vivo and platelet function in vitro. Both in vivo and in vitro experiments showed similar results between Proslox/loxPf4Cre+ and Proslox/lox, indicating that platelet reactivity was not influenced by the absence of pProS. These data suggest that pProS is delivered at the site of thrombosis to inhibit thrombin generation.We further investigated the ability of ProS to function as a ligand of TAM receptors, by using homozygous and heterozygous deficient mice for both the TAM ligands ProS and Gas6. Gas6-/-Pros-/- mice died in utero and showed comparable dramatic bleeding and thrombotic phenotype as described for Pros-/- embryos.In conclusion, like complete ProS deficiency, double deficiency in ProS and Gas6 was lethal, whereas partial ProS deficiency was not. Mice partially deficient in ProS displayed a prothrombotic phenotype, including those with only deficiency in pProS. Purpura fulminans did not occur spontaneously in mice with partial Pros deficiency but developed upon warfarin administration.Thus, the use of different mice models of ProS deficiency can be instrumental in the study of its highly variable thrombotic phenotype and in the investigation of additional roles of ProS in inflammation and autoimmunity through TAM signaling.

Circum-Alpine marine circulation and paleoenvironmental conditions during the Miocene

Trace element and isotopic compositions of marine fossils and sediment were analyzed from several Miocene deposits in the circum-Alpine region in order to reconstruct the paleoceanographic and paleoclimatic changes related to sea level changes, basin evolution and Alpine orogeny. To the north and the east the Alps were border by an epicontinental sea, the Paratethys, while to the south the Mediterranean surrounded the uplifting mountains during the Miocene. The thesis mainly focused on sediments and fossils sampled from Miocene beds of these two oceanic provinces. The north Alpine Molasse, the Vienna and Pannonian Basins were located in the Western and Central Paratethys. O-isotope compositions of well-preserved phosphatic fossils in these sediments support deposition under sub-tropical to warm-temperate climate with water temperatures between 14 to 28 °C for the Miocene. δ18O values of fossil shark teeth from different horizons vary similarly to those of the global trend until the end of the Badenian, however the δ18O values show wider range, which indicates local effects iii the sub-basins. The trend of 87Sr/86Sr in the samples roughly agrees with an open ocean environment for the Miocene. Yet a number of samples deviate from typical open ocean compositions with higher ratios suggesting modification of seawater by local and old terrestrial sources. In contrast, two exceptional teeth from the locality of La Moliere have extremely low δ18O values and low 87Sr/86Sr. However, the REE patterns of their enameloid are similar to those of teeth having O and Sr isotopic compositions typical of a marine setting at this site. Collectively, this suggests that the two teeth formed while the sharks frequented a freshwater environment with very low 18O-content and 87Sr/86Sr controlled by Mesozoic calcareous rocks. This is consistent with a paleogeography of high-elevation (~2300m) Miocene Alps adjacent to a marginal sea. The local effects are also reflected in the εNd values of the Paratethyan fossils, which is compatible with input from ancient crystalline rocks and Mesozoic sediments, while other samples with elevated εNd values indicate an influence of Neogene volcanism on the water budget. Excluding samples whose isotopic compositions reflect a local influence on the water column, an average εNd value of -7.9 ± 0.5 may be inferred for the Paratethys seawater. This value is indistinguishable from the Miocene value of the Indian Ocean, supporting a dominant role of ludo-Pacific water masses in the Paratethys. Regarding the Mediterranean, stable C-and O-isotope compositions of benthic and planktonic foraminifera from the Umbria-Marche region (UMC) have an offset typical for their habitats and the changes in composition mimic global changes, suggesting that the regional conditions of climate and the carbon cycle were controlled by global changes. The radiogenic isotope compositions of the fossil assemblages allow for distinction of periods. From 25 to 19 Ma, high εNd values and low 87Sr/86Sr of sediments and fossils support intense tectonism and volcanism, related to the opening of the western Mediterranean. Between 19 and 13 Ma the Mediterranean has εNd values that are largely controlled by incursion of Indian Ocean water. Brief periods of local hinterland control on seawater compositions are indicated by spikes in the εNd record, coinciding with volcanic events and a short sea-level decrease at about 15.2 Ma. Lower 87Sr/86Sr compared to the open ocean is compatible with rapid uplift of the hinterland and intense influx of Sr from Mesozoic carbonates of the western Apennines, while higher 87Sr/86Sr for other sites indicates erosion of old crustal silicate rocks. Finally, from 13 to 7 Ma the fossils have 87Sr/86Sr similar to those of Miocene seawater and their εNd values indicates fluctuating influence of Atlantic, and Indian Ocean or Paratethys sources of seawater entering the Mediterranean, driven by global sealevel changes and local tectonism. RÉSUMÉ DE LA THÈSE Les compositions en éléments traces et isotopiques de fossiles marins et de sédiments on été analysées à partir de nombreux dépôts marins dans la région circum Alpine dans le but de reconstruire les changements paléocéanographiques et paléoclimatiques liés aux changements du niveau marin, à l'évolution en bassins et à l'orogénie alpine. Au nord et à l'est des Alpes, une mer épicontinentale appelée Paratéthys s'est ouverte, alors que plus au sud la mer Méditerranée bordait au Miocène les Alpes naissantes. Le but de cette recherche est de se concentrer sur les sédiments et les fossiles provenant des couches du Miocènes de ces deux provinces marines. Les bassins de la Molasse Alpine du nord, de Vienne et Pannonien étaient situés au niveau de la Paratéthys Occidentale et Centrale. Les compositions isotopiques de l'oxygène de fossiles phosphatés bien préservés dans ces sédiments étayent la théorie d'un dépôt sous un climat subtropical à tempéré chaud avec des températures entre 14 et 28°C pendant le Miocène. Les valeurs δ18O des fossiles sont similaires à la tendance globale jusqu'à la fin du Badénien. Cependant les larges fluctuations en δ18O indiquent des effets locaux au niveau des sous bassins. En outre, deux dents de requin exceptionnelles présentent des valeurs extrêmement basses de δ18O. Ces données suggèrent que ces deux dents se sont formées alors que les requins fréquentaient un environnement d'eau douce avec de faibles valeurs de 18O. Le calcul de la composition isotopique de l'oxygène de cette eau douce permet d'obtenir une estimation de la paléoélévatian moyenne des Alpes du Miocène (~2300m). La tendance 87Sr/86Sr pour ces échantillons concorde approximativement avec un environnement d'océan ouvert au cours du Miocène. Toutefois un nombre d'échantillons dévie des compositions d'océan ouvert typiques, avec des rapports élevés suggérant des modifications de l'eau de mer par des sources locales et terrestres. Les effets locaux sont aussi reflétés au niveau des valeurs en εNd des fossiles paratéthysiens. Ceci est cohérent avec un apport d'anciennes roches cristallines et de sédiments mésozoïques, tandis que d'autres échantillons avec des valeurs hautes de εNd indiquent une influence d'un volcanisme néogène dans le budget marin. En excluant les échantillons dont les compositions isotopiques confirment une influence locale, une valeur moyenne de εNd de 7.9 t 0.5 peut être déduite pour l'eau de la Parathétys. Cette valeur est semblable à la valeur correspondant à l'Océan Indien durant le Miocène, confirmant un rôle dominant de cet océan dans la Paratéthys. Au niveau de la Méditerranée, les compositions en isotopes stables du Carbone et de l'Oxygène de foraminifères planctoniques et benthique de la région Umbria-Marche présentent un offset typique à leurs habitats. De plus les changements dans leurs compositions suivent les changements globaux, suggérant ainsi que les conditions climatiques régionales et le cycle du carbone étaient contrôlés par des phénomènes globaux. La composition en isotopes radiogéniques d'assemblages fossiles permet une reconnaissance sur trois périodes distinctes. De 25 à 19 millions d'années (Ma), des valeurs élevées de εNd et un faible rapport 87Sr/86Sr dans les sédiments soutiennent l'idée d'une activité tectonique et volcanique intense, liée à l'ouverture de la Méditerranée occidentale. Entre 19 et 13 Ma, la Méditerranée montre des valeurs de εNd qui sont largement contrôlées par une incursion d'eau provenant de l'Océan Indien. En effet, aux alentours de 15,2 Ma, des pics dans l'enregistrement des valeurs de εNd, coïncidant avec des événements volcaniques et de brèves diminutions du niveau marin. Enfin, de 13 à 7 Ma, les fossiles ont des rapports ß7Sr/8fiSr similaires à ceux de l'eau de mer au Miocène. Leurs valeurs de εNd indiquent une influence changeante de l'océan Atlantique, et de l'océan Indien ou des sources d'eau de merde la Parathétys qui entrent dans les bassins méditerranéens. Ce changement est guidé par des modifications globales du niveau marin et par la tectonique locale. RÉSUMÉ DE LA THÈSE (POUR LE GRAND PUBLIC) Les analyses des compositions en éléments traces et isotopiques des fossiles marins sont un outil très utile pour reconstruire les conditions océaniques et climatiques anciennes. Ce travail de thèse se concentre sur les sédiments déposés dans un environnement marin proches des Alpes au cours du Miocène, entre 23 et 7 millions d'années (Ma). Cette période est caractérisée par une tectonique alpine active, ainsi que par des changements climatiques et océanographiques globaux importants. Dans le but de tracer ces changements, les compositions isotopiques du Strontium, du Néodyme, de l'Oxygène et du Carbone ont été analysées dans des fossiles bien préservés ainsi que les sédiments contemporains. Les échantillons proviennent de deux provinces océaniques distinctes, la première est la Mer Méditerranée, et l'autre est une mer épicontinentale appelée Parathétys, qui existait au nord et à l'est des Alpes durant le Miocène. Au niveau de la Parathétys Occidentale et Orientale, les compositions isotopiques d'oxygène de dents de requins confirment un dépôt sous un climat subtropical à tempéré chaud avec des températures d'eau entre 14 et 28°C au Miocène. En outre, deux dents de requins exceptionnelles ont enregistré des compositions isotopiques d'oxygène extrêmement basses. Cela suggère que ces deux dents se sont formées alors que les requins entraient dans un système d'eau douce. Le calcul de la composition isotopique de l'oxygène de cette eau douce permet d'obtenir une estimation de la paléoélévation des Alpes au Miocène qui est aussi élevée que celle d'aujourd'hui. La tendance isotopique du Strontium pour ces échantillons concorde approximativement avec un environnement d'océan ouvert. Cependant un certain nombre d'échantillons indique des modifications de l'eau de mer par des sources terrestres locales. Les effets locaux sont aussi visibles au niveau des compositions isotopiques du Néodyme, qui sont en accord avec un apport provenant de roches cristallines anciennes et de sédiments du Mésozoïque, alors que d'autres échantillons indiquent une influence volcanique néogène dans le budget marin. A l'exclusion des échantillons dont les compositions correspondent à une influence locale, les compositions isotopiques du Néodyme de la Parathétys sont très similaires aux valeurs de l'Océan Indien, montrant ainsi un rôle important des masses d'eau IndoPacifiques dans cette région. Au niveau de la Méditerranée, les compositions en isotopes stables du Carbone et de l'Oxygène de foraminifères planctoniques et benthique de la région Umbria-Marche présentent un offset typique à leurs habitats. De plus, les changements dans leurs compositions suivent les changements globaux, suggérant ainsi que les conditions climatiques régionales et le cycle du carbone étaient contrôlés par des phénomènes globaux. La composition en isotopes radiogéniques d'assemblages fossiles permet une reconnaissance sur trois périodes distinctes. De 25 à 19 Ma, des rapport isotopiques élevés pour le Néodyme et faibles pour le Strontium dans les sédiments et les fossiles soutiennent l'idée d'une activité tectonique et volcanique intense, liée à l'ouverture de la Méditerranée occidentale. Entre 19 et 13 Ma, la Méditerranée présente des rapports isotopiques du Néodyme qui sont largement contrôlés par une incursion d'eau provenant de l'Océan Indien. En effet, aux alentours de 15,2 Ma, des pics dans l'enregistrement des valeurs des isotopes du Néodyme coïncident avec des événements volcaniques et de brèves diminutions du niveau marin. Finalement, de 13 à 7 Ma, les fossiles ont des rapports isotope Strontium similaires à ceux de l'eau de mer au Miocène. Les rapports isotopiques du Néodyme indiquent une influence changeante de l'océan Atlantique, et de l'océan Indien ou des sources d'eau de mer de la Parathétys qui entrent dans les bassins méditerranéens. Ce changement est guidé par des modifications globales du niveau marin et par la tectonique locale.

An 18-kDa translocator protein (TSPO) polymorphism explains differences in binding affinity of the PET radioligand PBR28

[(11)C]PBR28 binds the 18-kDa Translocator Protein (TSPO) and is used in positron emission tomography (PET) to detect microglial activation. However, quantitative interpretations of signal are confounded by large interindividual variability in binding affinity, which displays a trimodal distribution compatible with a codominant genetic trait. Here, we tested directly for an underlying genetic mechanism to explain this. Binding affinity of PBR28 was measured in platelets isolated from 41 human subjects and tested for association with polymorphisms in TSPO and genes encoding other proteins in the TSPO complex. Complete agreement was observed between the TSPO Ala147Thr genotype and PBR28 binding affinity phenotype (P value=3.1 x 10(-13)). The TSPO Ala147Thr polymorphism predicts PBR28 binding affinity in human platelets. As all second-generation TSPO PET radioligands tested hitherto display a trimodal distribution in binding affinity analogous to PBR28, testing for this polymorphism may allow quantitative interpretation of TSPO PET studies with these radioligands.

Prospective monitoring of cefepime in intensive care unit adult patients.

INTRODUCTION: Cefepime has been associated with a greater risk of mortality than other beta-lactams in patients treated for severe sepsis. Hypotheses for this failure include possible hidden side-effects (for example, neurological) or inappropriate pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) parameters for bacteria with cefepime minimal inhibitory concentrations (MIC) at the highest limits of susceptibility (8 mg/l) or intermediate-resistance (16 mg/l) for pathogens such as Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. We examined these issues in a prospective non-interventional study of 21 consecutive intensive care unit (ICU) adult patients treated with cefepime for nosocomial pneumonia. METHODS: Patients (median age 55.1 years, range 21.8 to 81.2) received intravenous cefepime at 2 g every 12 hours for creatinine clearance (CLCr) >or= 50 ml/min, and 2 g every 24 hours or 36 hours for CLCr < 50 ml/minute. Cefepime plasma concentrations were determined at several time-points before and after drug administration by high-pressure liquid chromatography. PK/PD parameters were computed by standard non-compartmental analysis. RESULTS: Seventeen first-doses and 11 steady states (that is, four to six days after the first dose) were measured. Plasma levels varied greatly between individuals, from two- to three-fold at peak-concentrations to up to 40-fold at trough-concentrations. Nineteen out of 21 (90%) patients had PK/PD parameters comparable to literature values. Twenty-one of 21 (100%) patients had appropriate duration of cefepime concentrations above the MIC (T>MIC >or= 50%) for the pathogens recovered in this study (MIC <or= 4 mg/l), but only 45 to 65% of them had appropriate coverage for potential pathogens with cefepime MIC >or= 8 mg/l. Moreover, 2/21 (10%) patients with renal impairment (CLCr < 30 ml/minute) demonstrated accumulation of cefepime in the plasma (trough concentrations of 20 to 30 mg/l) in spite of dosage adjustment. Both had symptoms compatible with non-convulsive epilepsy (confusion and muscle jerks) that were not attributed to cefepime-toxicity until plasma levels were disclosed to the caretakers and symptoms resolved promptly after drug arrest. CONCLUSIONS: These empirical results confirm the suspected risks of hidden side-effects and inappropriate PK/PD parameters (for pathogens with upper-limit MICs) in a population of ICU adult patients. Moreover, it identifies a safety and efficacy window for cefepime doses of 2 g every 12 hours in patients with a CLCr >or= 50 ml/minute infected by pathogens with cefepime MICs <or= 4 mg/l. On the other hand, prompt monitoring of cefepime plasma levels should be considered in case of lower CLCr or greater MICs.

Glucagon-like peptide-1-(7-36) amide, oxyntomodulin, and glucagon interact with a common receptor in a somatostatin-secreting cell line.

Glucagon-like peptide-1(7-36)amide (tGLP-1), oxyntomodulin (OXM), and glucagon are posttranslational end products of the glucagon gene expressed in intestinal L-cells. In vivo, these peptides are potent inhibitors of gastric acid secretion via several pathways, including stimulation of somatostatin release. We have examined the receptors through which these peptides stimulate somatostatin secretion using the somatostatin-secreting cell line RIN T3. tGLP-1, OXM, and glucagon stimulated somatostatin release and cAMP accumulation in RIN T3 cells to similar maximum levels, with ED50 values close to 0.2, 2, and 50 nM and 0.02, 0.3, and 8 nM, respectively. Binding of [125I]tGLP-1, [125I]OXM, and [125I]glucagon to RIN T3 plasma membranes was inhibited by the three peptides, with relative potencies as follows: tGLP-1 &gt; OXM &gt; glucagon. Whatever the tracer used, the IC50 for tGLP-1 was close to 0.15 nM and was shifted rightward for OXM and glucagon by about 1 and 2-3 orders of magnitude, respectively. Scatchard analyses for the three peptides were compatible with a single class of receptor sites displaying a similar maximal binding close to 2 pmol/mg protein. In the hamster lung fibroblast cell line CCL39 transfected with the receptor for tGLP-1, binding of [125I]tGLP-1 was inhibited by tGLP-1, OXM, and glucagon, with relative potencies close to those obtained with RIN T3 membranes. Chemical cross-linking of [125I]tGLP-1, [125I]OXM, and [125I]glucagon revealed a single band at 63,000 mol wt, the intensity of which was dose-dependently reduced by all three peptides. These data suggest that in the somatostatin-secreting cell line RIN T3, OXM and glucagon stimulate somatostatin release through a tGLP-1-preferring receptor. This suggests that some biological effects, previously described for these peptides, might be due to their interaction with this receptor.

Preimplantation genetic diagnosis (PGD) for HLA typing: bases for setting up an open international collaboration when PGD is not available.

In severe forms of Diamond-Blackfan anemia, preimplantation genetic diagnosis (PGD) of histocompatibility leukocyte antigen-compatible embryos for enabling the next sibling in the family to be a stem-cell transplantation donor constitutes the sole lasting cure capable of terminating the enduring need for iterative transfusions. We report here an open collaboration between two renowned institutions to provide a family desiring this treatment even though they resided where the preimplantation genetic diagnosis procedure is banned.

Duration of untreated psychosis : a proposition regarding treatment definition

La durée de psychose non traitée (Duration of Untreated Psychosis, DUP) est définie par le temps écoulé entre l'émergence d'un trouble psychotique et le début de son traitement. La réduction de la DUP est un des objectifs principaux des programmes spécialisés dans le traitement de la psychose émergente, de nombreux travaux de recherche suggérant qu'une DUP longue est associée à une évolution défavorable de la maladie. Ces résultats restent cependant controversés, certaines études ne démontrant pas une telle association. Cette contradiction dans les résultats pourrait être la conséquence d'un manque d'uniformité dans les définitions appliquées pour mesurer la DUP, plus particulièrement en ce qui concerne la définition de ce que l'on considère être « début » du traitement. En effet, si l'étude de la phase d'émergence de la pathologie psychotique a été le focus d'une attention considérable qui a conduit à un certain degré de consensus quant à sa définition, le concept de début du traitement n'est clairement pas défini de manière aussi homogène. Compte tenu de l'importance des enjeux relatifs à l'intervention précoce dans les troubles psychotiques, il nous a semblé utile d'explorer cette question de manière plus approfondie, considérant qu'un manque de consensus dans la définition de la DUP contribue certainement à troubler les résultats des études qui visent à évaluer son impact sur l'évolution de ces maladies. En conséquence, l'objectif premier de ce travail est d'explorer l'impact de l'application de diverses définitions de début de traitement sur l'estimation de la DUP. Dans un premier article, publié dans Acta Neuropsychiatrica en 2009 (Duration of untreated psychosis : What are we talking about ?), le focus a été placé sur une revue de littérature concernant les définitions utilisées pour caractériser la fin de la DUP ainsi que sur les conséquences possibles d'un manque de précision dans cette définition sur l'évaluation de l'impact d'un retard de traitement dans la psychose débutante. Ce travail nous a permis d'identifier trois groupes principaux de définition de fin de DUP (End of DUP ; E-DUP) parmi les multiples critères utilisés dans les études publiées. E-DUP-1 est définie par la mise en route d'un traitement antipsychotique, le plus souvent sans tenir compte ni du dosage prescrit, ni de l'adhérence au traitement. E-DUP-2 est définie par l'entrée dans un programme de traitement spécialisé, et E-DUP-3 enfin est définie par la conjonction de la prescription d'un traitement antipsychotique adapté, de l'adhérence à ce traitement, et de la mise en route d'une prise en charge dans un programme spécialisé. En conclusion, nous relevions que cette grande variété dans les définitions appliquées pour l'évaluation de la DUP avait probablement contribué à l'aspect contradictoire des résultats des études de son impact sur l'évolution des psychoses et qu'il était donc temps de proposer une définition de consensus. La deuxième étude a été conduite dans le cadre d'un suivi de cohorte mis en place dans le programme de Traitement et Intervention Précoce dans les troubles Psychotiques (TIPP) établi dans le Département de Psychiatrie du CHUV à Lausanne depuis 2004. Les objectifs de cette seconde étude étaient au nombre de trois: (1) Exploration des variations de la DUP en fonction de l'application de trois principales définitions de fin de DUP (E-DUP) identifiées dans la littérature ; (2) Evaluation de la proportion de patients remplissant au moins une fois au cours des 18 mois de traitement la définition de E-DUP la plus compatible avec les directives de traitement proposées par l'International Early Psychosis Association (patient est à la fois engagé dans le traitement et se montre compliant à la médication, E-DUP-3); (3) Enfin, identification desfacteurs qui caractérisent les patients qui ne remplissent jamais les critères de cette dernière définition. L'exploration de différentes durées de DUP en utilisant les trois définitions d'E-DUP a donné les résultats suivants : La DUP1 médiane (2.2 mois) était significativement plus courte que la DUP2 (7.4 mois), et la DUP3 (13.6 mois) était significativement la plus longue des trois. De plus, 19.7% des patients n'avaient jamais rempli les critères de E-DUP-3 ; on peut donc considérer que près de 20% des patients traités dans ce programme spécialisé ne recevaient pas un traitement adéquat selon les directives intrernationales actuellement reconnues. Sur la base de ces chiffres, il apparaît clairement que, dans les études de l'impact de la DUP sur l'évolution de la psychose débutante, bon nombre des patients pour lesquels on considère que la DUP est terminée ne sont en fait pas adéquatement traités. Il est en conséquence très probable que ceci ait faussé les résultats de ces études, et qu'une définition plus restrictive permettrait de répondre de manière plus précise à cette question. Les patients qui ne remplissaient pas les critères E-DUP3 au cours des 18 premiers mois de traitement étaient caractérisés par un moins bon niveau de fonctionnement au cours de leur vie (« lower lifetime SOFAS » ; p=0.017) et ils étaient plus susceptibles de consommer du cannabis à l'entrée du programme ???? (?2 (1, n=49)=4.241, p=0.039). Pour ceux qui avaient rempli les critères E-DUP-3 au cours des 18 mois, une longue DUP3 était associée avec un jeune âge au début des symptômes psychotiques (rs =-0.573, p<0.001), et avec un faible niveau de fonctionnement pré-morbide (score de PAS élevés (rs =0.373, p=0.001), niveau maximal au cours de la vie bas pour le GAF(rs =-0.367, p<0.001) et pour le SOFAS (rs =-0.314, p=0.003)). En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence une grande variabilité dans la définition de la fin de la DUP parmi les études publiées jusque à ce jour, et l'impact important que le choix d'une ou l'autre de ces définitions peut avoir sur l'estimation de la DUP. De plus, nous avons observé que malgré la mise en place d'un programme spécialisé, près de 20% des patients ne remplissent pas les critères d'exposition à un traitement adéquat au cours des 18 premiers mois de prise en charge. Il est donc probable que l'estimation de l'impact de la DUP ait été faussé par cette variabilité, et il semble important que la communauté scientifique s'accorde sur une définition plus rigoureuse de cette variable. Enfin, certaines caractéristiques permettent d'identifier les patients qui sont à risque de ne pas remplir les critères de traitement adéquat a cours des 18 premiers mois de prise en charge ; il est possible qu'une identification précoce de ceux-ci permette la mise en place de stratégies mieux adaptées pour les aider à s'engager dans les soins. Le futur développement de ce travail sera d'évaluer l'impact de la DUP sur l'évolution des patients au cours des 36 mois de traitement proposés dans le programme TIPP, en appliquant les divers critères E-DUP, afin de voir si notre hypothèse que la variation des définitions a effectivement faussé les résultats de telles études. Nous devons pour cela attendre qu'un nombre suffisant de patients ait complété les 36 mois de traitement, de manière à avoir une puissance statistique suffisante pour répondre clairement à cette question.

Toward a Cultural Health Psychology : taking researcher's and participants' activity into consideration

Several authors in critical health psychology have underlined the need to develop models of psychological life within qualitative research that are not limited to mere descriptions of health or illness. This communication presents methodological basis in order to overcome such descriptive level by proposing a socio-cultural approach. First, we analyze the dominant tendency in psychology consisting on defining the constructivist paradigm and qualitative research as impressionist, vague and subjective, that is, "non scientific". We claim that qualitative research may be objective, clear and precise while succeeding to consider psychological processes within their socio-cultural context. We make "indirect methods" a major focus, as able to capture psychological processes at stake in health and illness by interpreting their "traces". Moreover, we illustrate a variety of methods used in psychology to study the structuring role of culture in this process. We conclude by discussing the possibility to build complex psychological concepts regardless immediate experience.

Interactions of Ly49 family receptors with MHC class I ligands in trans and cis.

The Ly49A NK cell receptor interacts with MHC class I (MHC-I) molecules on target cells and negatively regulates NK cell-mediated target cell lysis. We have recently shown that the MHC-I ligand-binding capacity of the Ly49A NK cell receptor is controlled by the NK cells' own MHC-I. To see whether this property was unique to Ly49A, we have investigated the binding of soluble MHC-I multimers to the Ly49 family receptors expressed in MHC-I-deficient and -sufficient C57BL/6 mice. In this study, we confirm the binding of classical MHC-I to the inhibitory Ly49A, C and I receptors, and demonstrate that detectable MHC-I binding to MHC-I-deficient NK cells is exclusively mediated by these three receptors. We did not detect significant multimer binding to stably transfected or NK cell-expressed Ly49D, E, F, G, and H receptors. Yet, we identified the more distantly related Ly49B and Ly49Q, which are not expressed by NK cells, as two novel MHC-I receptors in mice. Furthermore, we show using MHC-I-sufficient mice that the NK cells' own MHC-I significantly masks the Ly49A and Ly49C, but not the Ly49I receptor. Nevertheless, Ly49I was partly masked on transfected tumor cells, suggesting that the structure of Ly49I is compatible in principal with cis binding of MHC-I. Finally, masking of Ly49Q by cis MHC-I was minor, whereas masking of Ly49B was not detected. These data significantly extend the MHC-I specificity of Ly49 family receptors and show that the accessibility of most, but not all, MHC-I-binding Ly49 receptors is modulated by the expression of MHC-I in cis.

Neuroscience robotics to investigate multisensory integration and bodily awareness.

Humans experience the self as localized within their body. This aspect of bodily self-consciousness can be experimentally manipulated by exposing individuals to conflicting multisensory input, or can be abnormal following focal brain injury. Recent technological developments helped to unravel some of the mechanisms underlying multisensory integration and self-location, but the neural underpinnings are still under investigation, and the manual application of stimuli resulted in large variability difficult to control. This paper presents the development and evaluation of an MR-compatible stroking device capable of presenting moving tactile stimuli to both legs and the back of participants lying on a scanner bed while acquiring functional neuroimaging data. The platform consists of four independent stroking devices with a travel of 16-20 cm and a maximum stroking velocity of 15 cm/s, actuated over non-magnetic ultrasonic motors. Complemented with virtual reality, this setup provides a unique research platform allowing to investigate multisensory integration and its effects on self-location under well-controlled experimental conditions. The MR-compatibility of the system was evaluated in both a 3 and a 7 Tesla scanner and showed negligible interference with brain imaging. In a preliminary study using a prototype device with only one tactile stimulator, fMRI data acquired on 12 healthy participants showed visuo-tactile synchrony-related and body-specific modulations of the brain activity in bilateral temporoparietal cortex.

Construct validity and internal reliability of a French version of FACES III in adolescents and adults

Family cohesion and adaptability, as operationalised in the Family Adaptability and Cohesion Scales III (FACES III), are two hypothesised dimensions of family functioning. We tested the properties of a French version of FACES III in school-children (mean age: 13 years; S.D:0.85) recruited from the general population and their parents. Separate confirmatory factor analyses were performed for adolescents and adults. The results of both analyses were compatible with a two-factor structure similar to that proposed by the authors of the original instrument. However, orthogonality between the two factors was only supported in the adult data. Internal reliability estimates were 0.78 and 0.68 in adolescents and 0.82 and 0.65 in adults, for cohesion and adaptability respectively.

Conversion of an administrative record system for compatibility with the ICIDH.

This paper presents an account of considerations relevant to conversion of data in an administrative record system into categories compatible with the ICIDH. Existing information recorded for the Swiss disablement insurance scheme fairly readily generates impairment and disability data relating to the time of first contact with the scheme, and the means for conversion are illustrated. The system does not generate data relevant to handicap.