Stochastic demography and the neutral substitution rate in class-structured populations.

The neutral rate of allelic substitution is analyzed for a class-structured population subject to a stationary stochastic demographic process. The substitution rate is shown to be generally equal to the effective mutation rate, and under overlapping generations it can be expressed as the effective mutation rate in newborns when measured in units of average generation time. With uniform mutation rate across classes the substitution rate reduces to the mutation rate.

Effect of somatostatin on duodenal glucose absorption in man.

OBJECTIVE: The hyperglycemic hyperinsulinemic clamp technique using intraduodenally infused glucose is an attractive tool for studying postprandial glucose metabolism under strictly controlled conditions. Because it requires the use of somatostatin (SST), we examined, in this study, the effect of SST on intestinal glucose absorption. CONTEXT: Twenty-six normal volunteers were given a constant 3-h intraduodenal infusion of glucose (6 mg.kg(-1).min(-1)) labeled with [2-(3)H]glucose for glucose absorption measurement. During glucose infusion, 19 subjects received iv SST at doses of 10-100 ng.kg(-1).min(-1) plus insulin and glucagon, and seven subjects were studied under control conditions. In the controls, glucose was absorbed at a rate that, after a 20-min lag period, equaled the infusion rate. RESULTS: With all the doses of SST tested, absorption was considerably delayed but equaled the rate of infusion after 3 h. At that time, only 5 +/- 2% of the total amount of infused glucose was unabsorbed in the control subjects vs. 36 +/- 2% (P < 0.001) in the SST-infused subjects. In the latter, the intraluminal residue was almost totally absorbed within 40 min of the cessation of SST infusion. At the lowest dose of SST tested (10 ng.kg(-1).min(-1)), suppression of insulin secretion was incomplete. CONCLUSION: These properties of SST hamper the use of intraduodenal hyperglycemic hyperinsulinemic clamps as a tool for exploring postprandial glucose metabolism.

Pregnancy-related changes in activity energy expenditure and resting metabolic rate in Switzerland.

BACKGROUND/OBJECTIVES: To measure resting metabolic rate (RMR), activity energy expenditure (AEE), total energy expenditure (TEE) and physical activity pattern, that is, duration and intensity (in metabolic equivalents, METs) of activities performed in late pregnancy compared with postpartum in healthy, well-nourished women living in Switzerland. SUBJECTS/METHODS: Weight, height, RMR, AEE, TEE and physical activity patterns were measured longitudinally in 27 healthy women aged 23-40 years at 38.2+/-1.5 weeks of gestation and 40.0+/-7.2 weeks postpartum. RESULTS: The RMR during late pregnancy was 7480 kJ per day, that is, 1320+/-760 kJ per day (21.4%) higher than the postpartum RMR (P<0.001). Absolute changes in RMR were positively correlated with the corresponding changes in body weight (r=0.61, P<0.001). RMR per kg body weight was similar in late pregnancy vs postpartum (P=0.28). AEE per kg during pregnancy and postpartum was 40+/-13 and 50+/-20 kJ/kg, respectively (P=0.001). There were significant differences in daily time spent at METs<1.5 (1067 vs 998 min, P=0.045), at 2.5< or =METs <3.0 (58 vs 82 min, P=0.002) and METs> or =6 (1 vs 6 min, P=0.014) during pregnancy and postpartum, respectively. CONCLUSIONS: Energy expenditure in healthy women living in Switzerland increases in pregnancy compared with the postpartum state. Additional energy expenditure is primarily attributed to an increase in RMR, which is partly compensated by a decrease in AEE. The decrease in physical activity-related energy costs is achieved by selecting less demanding activities and should be taken into account when defining extra energy requirements for late pregnancy in Switzerland.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Acute creatine loading enhances human growth hormone secretion.

BACKGROUND: The main objective of this study was to explore the effect of acute creatine (Cr) ingestion on the secretion of human growth hormone (GH). METHODS: In a comparative cross-sectional study, 6 healthy male subjects ingested in resting conditions a single dose of 20 g creatine (Cr-test) vs a control (c-test). During 6 hours the Cr, creatinine and GH concentrations in blood serum were measured after Cr ingestion (Cr-test). RESULTS: During the Cr-test, all subjects showed a significant stimulation of GH (p<0.05), but with a large interindividual variability in the GH response: the difference between Cr-test and c-test averaged 83% (SD 45%). For the majority of subjects the maximum GH concentration occurred between 2 hrs and 6 hrs after the acute Cr ingestion. CONCLUSIONS: In resting conditions and at high dosages Cr enhances GH secretion, mimicking the response of strong exercise which also stimulates GH secretion. Acute body weight gain and strength increase observed after Cr supplementation should consider the indirect anabolic property of Cr.

Parental heart rate variability during pediatric consultation

OBJECTIVE: Research regarding communication between pediatricians and parents in pediatric consultation has mainly focused on parental satisfaction, on its influence on compliance and on communication techniques used by pediatricians. However, there is paucity in research regarding parental stress levels during pediatric consultation. Therefore, the aim of our study was to measure parental heart rate variability related as a measure of stress levels during pediatric consultation. METHODS: Video recordings with simultaneous monitoring and recording of parental heart rate were obtained from 38 pediatric consultations in the ambulatory or hospital setting of the department of pediatrics (HFR, Fribourg, Switzerland). Pulse variation was measured every 5 seconds and heart rate variability (increase or decrease were analyzed) in relation to various sections of the consultation. RESULTS: Heart rate significantly decreased at the end of the consultation compared to the beginning of the consultation (p= 0.0567). In addition, heart rate significantly decreased at the beginning of clinical examination (p= 0.0476) compared to psychosocial history taking. During the discussion of laboratory findings and diagnosis, heart rate was significantly elevated compared to the discussion of the prognosis (p=0.0505). CONCLUSION: We conclude that pediatric consultation has a significant impact on parental stress levels shown by parental heart variability. In general, it can be shown that stress levels significantly decrease at the end of the consultation compared to the beginning of the consultation. In addition, stress levels decrease at the beginning of clinical examination and increase during psychosocial history taking and discussion of laboratory findings and diagnosis. Therefore, our findings highlight the importance of a thorough consultation which include a comprehensive clinical examination with special care taken regarding psychosocial issues and information given regarding the diagnosis.

Change in individual growth rate and its link to gill-net fishing in two sympatric whitefish species

Size-selective fishing is expected to affect traits such as individual growth rate, but the relationship between the fishery-linked selection differentials and the corresponding phenotypic changes is not well understood. We analysed a 25-year monitoring survey of sympatric populations of the two Alpine whitefish Coregonus albellus and C. fatioi. We determined the fishing-induced selection differentials on growth rates, the actual change of growth rates over time, and potential indicators of reproductive strategies that may change over time. We found marked declines in adult growth rate and significant selection differentials that may partly explain the observed declines. However, when comparing the two sympatric species, the selection differentials on adult growth were stronger in C. albellus while the decline in adult growth rate seemed more pronounced in C. fatioi. Moreover, the selection differential on juvenile growth was significant in C. albellus but not in C. fatioi, while a significant reduction in juvenile growth over the last 25 years was only found in C. fatioi. Our results suggest that size-selective fishing affects the genetics for individual growth in these whitefish, and that the link between selection differentials and phenotypic changes is influenced by species-specific factors.

The difference between the basal metabolic rate and the sleeping metabolic rate in Japanese.

Previous studies have demonstrated the difference between the basal metabolic rate (BMR) and the sleeping metabolic rate (SMR): however, the difference in the Japanese population has not yet been explored. This study examined the relationship between the BMR and SMR in ninety-four healthy Japanese subjects (37 males and 57 females, 39 +/- 12 y of age and 22.0 +/- 7.4% body fat) in a respiratory chamber. The SMR was significantly lower than the BMR (1416 +/- 245 vs. 1492 +/- 256 kcal/d): however, there was a highly significant correlation between the two (r = 0.867; p < 0.001). The ratio of SMR/BMR largely varied among individuals (0.95 +/-0.08, 8.4% of the coefficient of variation). The ratio was significantly lower in males than in females (0.93 +/- 0.10 vs. 0.97 +/- 0.06, p < 0.05). None of the anthropometric measures (age, weight, body mass index, body surface area or percent body fat) correlated with the ratio. These results showed that SMR was 95%, of BMR on average in a healthy Japanese group. However, when applied over a longer time period (24 h or more), the difference tends to become negligible for most analyses in a group. Although the difference between SMR and BMR will induce a 5% gap of physical activity level defined as the total energy expenditure divided by the BMR or SMR, this factor seems to have little practical importance in epidemiological research.

Effect of Sodium Loading/Depletion on Renal Oxygenation in Young Normo-and Hypertensive Men Measured with BOLD-MRI

Objective: To measure renal tissue oxygenation in young normo-and hypertensive volunteers under conditions of salt loading and depletion using blood oxygen level dependent magnetic resonance imaging (BOLD-MRI). Design and Methods: Ten normotensive (NT) male volunteers (age 26.5_7.4 y) and eight non-treated, hypertensive (HT) male volunteers (age 28.8_5.7 y) were studied after one week on a high salt (HS) regimen (6g of salt/day added to their normal regimen) and again after one week of a low sodium diet (LS). On the 8th day, BOLD-MRI was performed under standard hydration conditions. Four coronal slices were selected in each kidney, and combination sequence was used to acquire T2* weighted images. The mean R2* (1/T2*) was measured to determine cortical and medullar oxygenation. Results: Baseline characteristics and their changes are shown in the table. The mean cortical R2* was not different under conditions of HS or LS (17.8_1.3 vs. 18.2_0.6 respectively in NT group, p_0.27; 17.4_0.6 vs 17.8_0.9 in HT group, p_0.16). However, the mean medullary R2* was significantly lower under LS conditions in both groups (31.3_0.6 vs 28.1_0.8 in NT group, p_0.05; 30.3_0.8 vs 27.9_1.5 in HT group, p_0.05), corresponding to higher medullary oxygenation as compared to HS conditions, without significant changes in hemoglobin or hematocrit values. The salt induced changes in medullary oxygenation were comparable in the two groups (ANOVA, p_0.1). Conclusion: Dietary sodium restriction leads to increased renal medullary oxygenation compared to high sodium intake in normo-and hypertensive subjects. This observation may in part explain the potential renal benefits of a low sodium intake.

Repeated injections of 131I-rituximab show patient-specific stable biodistribution and tissue kinetics.

PURPOSE: It is generally assumed that the biodistribution and pharmacokinetics of radiolabelled antibodies remain similar between dosimetric and therapeutic injections in radioimmunotherapy. However, circulation half-lives of unlabelled rituximab have been reported to increase progressively after the weekly injections of standard therapy doses. The aim of this study was to evaluate the evolution of the pharmacokinetics of repeated 131I-rituximab injections during treatment with unlabelled rituximab in patients with non-Hodgkin's lymphoma (NHL). METHODS: Patients received standard weekly therapy with rituximab (375 mg/m2) for 4 weeks and a fifth injection at 7 or 8 weeks. Each patient had three additional injections of 185 MBq 131I-rituximab in either treatment weeks 1, 3 and 7 (two patients) or weeks 2, 4 and 8 (two patients). The 12 radiolabelled antibody injections were followed by three whole-body (WB) scintigraphic studies during 1 week and blood sampling on the same occasions. Additional WB scans were performed after 2 and 4 weeks post 131I-rituximab injection prior to the second and third injections, respectively. RESULTS: A single exponential radioactivity decrease for WB, liver, spleen, kidneys and heart was observed. Biodistribution and half-lives were patient specific, and without significant change after the second or third injection compared with the first one. Blood T(1/2)beta, calculated from the sequential blood samples and fitted to a bi-exponential curve, was similar to the T(1/2) of heart and liver but shorter than that of WB and kidneys. Effective radiation dose calculated from attenuation-corrected WB scans and blood using Mirdose3.1 was 0.53+0.05 mSv/MBq (range 0.48-0.59 mSv/MBq). Radiation dose was highest for spleen and kidneys, followed by heart and liver. CONCLUSION: These results show that the biodistribution and tissue kinetics of 131I-rituximab, while specific to each patient, remained constant during unlabelled antibody therapy. RIT radiation doses can therefore be reliably extrapolated from a preceding dosimetry study.

Estimation of glomerular filtration rate in hospitalised patients: are we overestimating renal function?

QUESTIONS UNDER STUDY AND PRINCIPLES: Estimating glomerular filtration rate (GFR) in hospitalised patients with chronic kidney disease (CKD) is important for drug prescription but it remains a difficult task. The purpose of this study was to investigate the reliability of selected algorithms based on serum creatinine, cystatin C and beta-trace protein to estimate GFR and the potential added advantage of measuring muscle mass by bioimpedance. In a prospective unselected group of patients hospitalised in a general internal medicine ward with CKD, GFR was evaluated using inulin clearance as the gold standard and the algorithms of Cockcroft, MDRD, Larsson (cystatin C), White (beta-trace) and MacDonald (creatinine and muscle mass by bioimpedance). 69 patients were included in the study. Median age (interquartile range) was 80 years (73-83); weight 74.7 kg (67.0-85.6), appendicular lean mass 19.1 kg (14.9-22.3), serum creatinine 126 μmol/l (100-149), cystatin C 1.45 mg/l (1.19-1.90), beta-trace protein 1.17 mg/l (0.99-1.53) and GFR measured by inulin 30.9 ml/min (22.0-43.3). The errors in the estimation of GFR and the area under the ROC curves (95% confidence interval) relative to inulin were respectively: Cockcroft 14.3 ml/min (5.55-23.2) and 0.68 (0.55-0.81), MDRD 16.3 ml/min (6.4-27.5) and 0.76 (0.64-0.87), Larsson 12.8 ml/min (4.50-25.3) and 0.82 (0.72-0.92), White 17.6 ml/min (11.5-31.5) and 0.75 (0.63-0.87), MacDonald 32.2 ml/min (13.9-45.4) and 0.65 (0.52-0.78). Currently used algorithms overestimate GFR in hospitalised patients with CKD. As a consequence eGFR targeted prescriptions of renal-cleared drugs, might expose patients to overdosing. The best results were obtained with the Larsson algorithm. The determination of muscle mass by bioimpedance did not provide significant contributions.

Age-specific incidence of all neoplasms after colorectal cancer.

PURPOSE: Patients diagnosed with a specific neoplasm tend to have a subsequent excess risk of the same neoplasm. The age incidence of a second neoplasm at the same site is approximately constant with age, and consequently the relative risk is greater at younger age. It is unclear whether such a line of reasoning can be extended from a specific neoplasm to the incidence of all neoplasms in subjects diagnosed with a defined neoplasm. METHODS: We considered the age-specific incidence of all non-hormone-related epithelial neoplasms after a first primary colorectal cancer (n = 9542) in the Vaud Cancer Registry data set. RESULTS: In subjects with a previous colorectal cancer, the incidence rate of all other epithelial non-hormone-related cancers was stable around 800 per 100,000 between age 30 and 60 years, and rose only about twofold to reach 1685 at age 70 to 79 years and 1826 per 100,000 at age 80 years or older. After excluding synchronous cancers, the rise was only about 1.5-fold, that is, from about 700 to 1000. In the general population, the incidence rate of all epithelial non-hormone-related cancers was 29 per 100,000 at age 30 to 39 years, and rose 30-fold to 883 per 100,000 at age 70 to 79 years. Excluding colorectal cancers, the rise of all non-hormone-related cancers was from 360 per 100,000 at age 40 to 49 years to 940 at age 70 to 79 years after colorectal cancer, and from 90 to 636 per 100,000 in the general population (i.e., 2.6- vs. 7.1-fold). CONCLUSIONS: The rise of incidence with age of all epithelial non-hormone-related second cancers after colorectal cancer is much smaller than in the general population. This can possibly be related to the occurrence of a single mutational event in a population of susceptible individuals, although alternative models are plausible within the complexity of the process of carcinogenesis.

Pharmacokinetics of synthetic atrial natriuretic peptides in normal men.

The kinetics of atrial natriuretic peptides (ANP) and the kinetic profile of their effect on blood pressure and renal hemodynamic and electrolyte excretion were investigated in 20 salt-loaded healthy volunteers during and after constant rate infusion. At steady state, mean plasma concentrations of ANP were measured at 210, 430, and 2990 pg/ml and mean systemic clearance was 2.6, 2.5, and 1.7 L/min for ANP infusion rates of 0.5, 1, and 5 micrograms/min, respectively, which corresponds to the clearance rate of other vasoactive peptide hormones. The apparent volume of distribution averaged 17 L and the mean half-life was 4.5 minutes. ANP induced dose-related effects on systemic and renal hemodynamic, as well as urinary electrolyte excretion, albeit with a time lag between onset and full effect.

Assessment of adult formulas for glomerular filtration rate estimation in children.

BACKGROUND: Estimated glomerular filtration rate (eGFR) is an important diagnostic instrument in clinical practice. The National Kidney Foundation-Kidney Disease Quality Initiative (NKF-KDOQI) guidelines do not recommend using formulas developed for adults to estimate GFR in children; however, studies confirming these recommendations are scarce. The aim of our study was to evaluate the accuracy of the new Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (CKD-EPI) formula, the Modification of Diet in Renal Disease (MDRD) formula, and the Cockcroft-Gault formula in children with various stages of chronic kidney disease (CKD). METHODS: A total of 550 inulin clearance (iGFR) measurements for 391 children were analyzed. The cohort was divided into three groups: group 1, with iGFR >90 ml/min/1.73 m(2); group 2, with iGFR between 60 and 90 ml/min/1.73 m(2); group 3, with iGFR of <60 ml/min/1.73 m(2). RESULTS: All formulas overestimate iGFR with a significant bias (p < 0.001), present poor accuracies, and have poor Spearman correlations. For an accuracy of 10 %, only 11, 6, and 27 % of the eGFRs are accurate when using the MDRD, CKD-EPI, and Cockcroft-Gault formulas, respectively. For an accuracy of 30 %, these formulas do not reach the NKF-KDOQI guidelines for validation, with only 25, 20, and 70 % of the eGFRs, respectively, being accurate. CONCLUSIONS: Based on our results, the performances of all of these formulas are unreliable for eGFR in children across all CKD stages and cannot therefore be applied in the pediatric population group.