Effect of pulsed electromagnetic fields (pemfs) on muscle activity, tissue oxygenation and vo2 during exercise.

PEMF are a medical and non-invasive therapy successfully used for clinical treatments of bone disease, due to the piezoelectric effect that improve bone mass and density, by the stimulation of osteoblastogenesis, with modulation of calcium storages and mineral metabolism. PEMF enhance tissue oxygenation, microcirculation and angiogenesis, in rats and cells erythrocytes, in cells-free assay. Such responses could be caused by a modulation of nitric oxide signal and interaction between PEMF and Ca2+/NO/cGMP/PKG signal. PEMF improve blood flow velocity of smallest vein without changing their diameter. PEMF therapy helpful in patients with diabetes, due to increased microcirculation trough enhance capillary blood velocity and diameter. We investigated the influence of stimulation on muscular activity, tissue oxygenation and pulmonary VO2, during exercise, on different intensity, as heavy or moderate, different subjects, as a athlete or sedentary, and different sport activity, as a cycling or weightlifting. In athletes, we observed a tendency for a greater change and a faster kinetic of HHb concentration. PEMF increased the velocity and the quantity of muscle O2 available, leading to accelerate the HHb kinetics. Stimulation induced a bulk muscle O2 availability and a greater muscle O2 extraction, leading to a reduced time delay of the HHb slow component. Stimulation increased the amplitude of muscle activity under different conditions, likely caused by the effect of PEMF on contraction mechanism of muscular fibers, by the change of membrane permeability and Ca2+ channel conduction. In athletes, we observed an increase of overall activity during warm-up. In sedentary people, stimulation increased the magnitude of muscle activity during moderate constant-load exercise and warm-up. In athletes and weightlifters, stimulation caused an increase of blood lactate concentration during exercise, confirming a possible influence of stimulation on muscle activity and on glycolytic metabolism of type-II muscular fibers.

Il cibo come creatore di circoli virtuosi. Slow Food e Terra Madre, eccellenze nello sviluppo sostenibile del territorio.

Punto di partenza per il lavoro presentato, sono le tematiche legate alle pratiche di consumo di cibo in un’ottica che superi una semplice visione utilitaristica delle stesse, mentre viene evidenziato invece il più profondo rapporto uomo-cibo e i fenomeni di socializzazione che ne scaturiscono. Si trovano pertanto a coniugarsi la sociologia dei consumi e la sociologia della cultura. La base per questa visione del cibo e delle pratiche di produzione e consumo ad esso collegate è l’ipotesi che nel rapporto uomo-cibo sia individuabile un livello di significato superiore al mero utilitarismo/nutrizionismo, che si compone di una dimensione strutturale, una dimensione simbolica ed una dimensione metaforica. Il cibo, e di conseguenza tutte le pratiche ad esso collegate (produzione, elaborazione, consumo), rientrano pertanto in maniera naturale nella categoria “cultura”, e quindi, accostandoci al paradigma del passaggio da natura a società, attraverso il cibo si crea e si alimenta la socialità del consorzio umano, e quindi l’umanità stessa. Accostando a queste concettualizzazioni l’idea che il consumo in generale possa diventare una prassi tramite cui esperire una più diffusa ricerca di sostenibilità nello sviluppo del territorio, (facendosi carico delle conseguenze socio-ambientali derivanti dalla fruizione di determinati oggetti piuttosto che altri), si è sviluppata l’ipotesi che al consumo alimentare possa competere un ruolo precipuamente attivo nella definizione di pratiche sociali orientate alla sostenibilità, capaci cioè di integrare attraverso il consumo – e in relazione all’indebolimento delle tradizionali agenzie di socializzazione – quella perdita di senso civico e solidarietà organizzata che sperimentiamo nelle prassi di vita quotidiana. Sul piano operativo, la tesi è articolata in sei capitoli: • Il percorso presentato prende le mosse dalla considerazione che il cibo, inteso in un’ottica sociologica, costituisce un fattore culturale non irrilevante, anzi fondamentale per il consorzio umano. Si fornisce quindi una breve descrizione del ruolo del cibo nei suoi accostamenti con la definizione di un territorio (e quindi con la sua storia, economia e società), con le arti visive, con il cinema, con la musica, ma anche con la sfera sensoriale (tatto, gusto, olfatto) ed emotivo-cognitiva (psiche) dell’uomo. • Successivamente, si analizza nello specifico la funzione socializzante delle pratiche alimentari, ripercorrendo le tappe principali degli studi classici di sociologia e antropologia dell’alimentazione e introducendo anche l’idea di cibo come simbolo e metafora, che si riflettono sul piano sociale e sulle relazioni tra gli individui. La constatazione che le pratiche legate al cibo sono le uniche attività umane da sempre e per sempre irrinunciabili è un chiaro indicatore di come esse giochino un ruolo fondamentale nella socializzazione umana. • Nel terzo capitolo, la prospettiva simbolico-metaforica è la base di un’analisi di tipo storico delle pratiche alimentari, nello specifico delle pratiche di consumo di cibo, dalle origini dell’umanità ai giorni nostri. Viene presentato un excursus essenziale in cui l’attenzione è focalizzata sulla tavola, sui cibi ivi serviti e sugli eventi di socializzazione che si sviluppano attorno ad essa, considerando situazioni storico-sociali oggettive di cui si è in grado, oggi, di ricostruire le dinamiche e le fasi più significative. • Il quarto capitolo costituisce un momento di riflessione teorica intorno al tema della globalizzazione nella contemporaneità. Sia per una logica progressione cronologica all’interno del lavoro presentato, sia per la rilevanza in quanto inerente alla società attuale in cui viviamo, non si è potuto infatti non soffermarsi un po’ più a fondo sull’analisi delle pratiche alimentari nella contemporaneità, e quindi nella società generalmente definita come “globalizzata” (o “mcdonaldizzata”, per dirla alla Ritzer) ma che in realtà è caratterizzata da un più sottile gioco di equilibri tra dimensione locale e dimensione globale, che si compenetrano come anche nel termine che indica tale equilibrio: il “glocale”. In questo capitolo vengono presentati i principali riferimenti teorici relativi a queste tematiche. • Nel quinto capitolo è stata analizzata, quindi, la declinazione in senso “alimentare” della relazione tra globale e locale, e quindi non solo i mutamenti intercorsi nella contemporaneità nelle pratiche di produzione, scambio e consumo di cibo con particolare riferimento ai sistemi culturali e al territorio, ma anche alcune proposte (sia teoriche che pratiche) a garanzia di uno sviluppo sostenibile del territorio, che trovi i suoi fondamenti sulla perpetuazione di modalità tradizionali di produzione, commercio e consumo di cibo. • Nel sesto capitolo viene analizzato un caso di studio significativo, (il movimento Slow Food, con il suo progetto Terra Madre) senza la pretesa di confermare o smentire né le ipotesi di partenza, né i concetti emersi in itinere, ma semplicemente con l’intenzione di approfondire il percorso svolto attraverso l’esemplificazione operativa e la ricerca entro un piccolo campione composto da testimoni significativi e intervistati, sottoposti a colloqui e interviste incentrate su item inerenti i temi generali di questo lavoro e sul caso di studio considerato. La scelta del caso è motivata dalla considerazione che, alla luce delle filosofia che lo anima e delle attività che svolge, il movimento Slow Food con il progetto Terra Madre costituisce una vera e propria eccellenza nella pianificazione di uno sviluppo sostenibile del territorio e delle sue risorse, tanto economiche quanto sociali e culturali. L’intera analisi è stata condotta tenendo presente l’importanza della comparazione e della collocazione del singolo caso non solo nel contesto sociale di riferimento, ma anche in sintonia con l’ipotesi della ricerca, e quindi con l’assunto che le pratiche alimentari possano guidare uno sviluppo sostenibile del territorio. Per analizzare la realtà individuata, si è in primo luogo proceduto alla raccolta e all’analisi di dati e informazioni volte alla ricostruzione della sua storia e del suo sviluppo attuale. Le informazioni sono state raccolte attraverso l’analisi di materiali, documenti cartacei e documenti multimediali. Si è poi proceduto con colloqui in profondità a testimoni significativi individuati nell’ambito delle attività promosse da Slow Food, con particolare riferimento alle attività di Terra Madre; le informazioni sono state elaborate con l’ausilio dell’analisi del contenuto. Alla luce di quanto analizzato, tanto a livello teorico quanto a livello empirico, la tesi si conclude con alcune considerazioni che, in linea con la finalità dichiarata di approfondire (più che di confermare o smentire) le ipotesi di partenza circa un ruolo fondamentale delle pratiche alimentari nello sviluppo sostenibile del territorio, non possono comunque non tendere ad una convalida dei concetti introduttivi. Si individuano pertanto spunti importanti per affermare che nelle pratiche alimentari, nei tre momenti in cui trovano specificazione (la produzione, lo scambio, il consumo), siano individuabili quei semi valoriali che possono dare solidità alle ipotesi di partenza, e che quindi - nell’intento di operare per uno sviluppo sostenibile del territorio - sia possibile farne un valido strumento al fine di costruire dei veri e propri percorsi di sostenibilità ancorati ai concetti di tutela della tradizione locale, recupero e salvaguardia dei metodi tradizionali di produzione e conservazione, certificazione di tipicità, controllo della distribuzione, riscatto e promozione delle modalità tradizionali di consumo con particolare riferimento alle culture locali.

Congenital Nystagmus eye movements analysis and oculomotor system models evaluation

The term Congenital Nystagmus (Early Onset Nystagmus or Infantile Nystagmus Syndrome) refers to a pathology characterised by an involuntary movement of the eyes, which often seriously reduces a subject’s vision. Congenital Nystagmus (CN) is a specific kind of nystagmus within the wider classification of infantile nystagmus, which can be best recognized and classified by means of a combination of clinical investigations and motility analysis; in some cases, eye movement recording and analysis are indispensable for diagnosis. However, interpretation of eye movement recordings still lacks of complete reliability; hence new analysis techniques and precise identification of concise parameters directly related to visual acuity are necessary to further support physicians’ decisions. To this aim, an index computed from eye movement recordings and related to the visual acuity of a subject is proposed in this thesis. This estimator is based on two parameters: the time spent by a subject effectively viewing a target (foveation time - Tf) and the standard deviation of eye position (SDp). Moreover, since previous studies have shown that visual acuity largely depends on SDp, a data collection pilot study was also conducted with the purpose of specifically identifying eventual slow rhythmic component in the eye position and to characterise in more detail the SDp. The results are presented in this thesis. In addition, some oculomotor system models are reviewed and a new approach to those models, i.e. the recovery of periodic orbits of the oculomotor system in patients with CN, is tested on real patients data. In conclusion, the results obtained within this research consent to completely and reliably characterise the slow rhythmic component sometimes present in eye position recordings of CN subjects and to better classify the different kinds of CN waveforms. Those findings can successfully support the clinicians in therapy planning and treatment outcome evaluation.

Sulforaphane as a multifunctional neuroprotective molecule to prevent and slow down the progression of Alzheimer’s disease

Oxidative stress has been implicated in the pathogenesis of a number of diseases including neurodegenerative disorders, cancer, ischemia, etc. Alzheimer’s disease (AD) is histopathologically characterized by the presence of extracellular senile plaque (SP), predominantly consisting of fibrillar amyloid-peptide (Aβ), intracellular neurofibrillary tangles (NFTs), composed of hyperphosphorylated tau protein, and cell loss in the selected regions of the brain. However, the pathogenesis of AD remains largely unknown, but a number of hypothesis were proposed for AD mechanisms, which include: the amyloid cascade, excitotoxicity, oxidative stress and inflammation hypothesis, and all of them are based, to some extent on the role of A. Accumulated evidence indicates that the increased levels of ROS may act as important mediators of synaptic loss and eventually promote formation of neurofibrillary tangles and senile plaques. Therefore a vicious circle between ROS and Aaccumulation may accelerate progression of AD. For these reasons, growing attention has focused on oxidative mechanism of Atoxicity as well as the search for novel neuroprotective agents. A strategy to prevent the oxidative stress in neurons may be the use of chemopreventive agents as inducers of antioxidant and phase 2 enzymes. Sulforaphane (SF), derived from corresponding glucoraphanin, glucosinolate found in abundance in cruciferous vegetables, has recently gained attention as a potential neuroprotective compound inducer of antioxidant phase 2 enzymes. Consistent with this evidence, the study is aimed at identifying the SF ability to prevent and counteract the oxidative damage inducted by oligomers of Aβ (1-42) in terms of impairment in the intracellular redox state and cellular death in differentiated human neuroblastoma and microglia primary cultures. In addition we will evaluated the mechanism underlying the SF neuroprotection activity.

Analysis of the Slow Food movement impact on the farmers and rural areas’ sustainable development

The evaluation of the farmers’ communities’ approach to the Slow Food vision, their perception of the Slow Food role in supporting their activity and their appreciation and expectations from participating in the event of Mother Earth were studied. The Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT) model was adopted in an agro-food sector context. A survey was conducted, 120 questionnaires from farmers attending the Mother Earth in Turin in 2010 were collected. The descriptive statistical analysis showed that both Slow Food membership and participation to Mother Earth Meeting were much appreciated for the support provided to their business and the contribution to a more sustainable and fair development. A positive social, environmental and psychological impact on farmers also resulted. Results showed also an interesting perspective on the possible universality of the Slow Food and Mother Earth values. Farmers declared that Slow Food is supporting them by preserving the biodiversity and orienting them to the use of local resources and reducing the chemical inputs. Many farmers mentioned the language/culture and administration/bureaucratic issues as an obstacle to be a member in the movement and to participate to the event. Participation to Mother Earth gives an opportunity to exchange information with other farmers’ communities and to participate to seminars and debates, helpful for their business development. The absolute majority of positive answers associated to the farmers’ willingness to relate to Slow Food and participate to the next Mother Earth editions negatively influenced the UTAUT model results. A factor analysis showed that the variables associated to the UTAUT model constructs Performance Expectancy and Effort Expectancy were consistent, able to explain the construct variability, and their measurement reliable. Their inclusion in a simplest Technology Acceptance Model could be considered in future researches.

Analysis of Two Component Systems in Group B Streptococcus Shows that RgfAC and the Novel FspSR Modulate Virulence and Bacterial Fitness

Group B Streptococcus (GBS), in its transition from commensal to pathogen, will encounter diverse host environments and thus require coordinately controlling its transcriptional responses to these changes. This work was aimed at better understanding the role of two component signal transduction systems (TCS) in GBS pathophysiology through a systematic screening procedure. We first performed a complete inventory and sensory mechanism classification of all putative GBS TCS by genomic analysis. Five TCS were further investigated by the generation of knock-out strains, and in vitro transcriptome analysis identified genes regulated by these systems, ranging from 0.1-3% of the genome. Interestingly, two sugar phosphotransferase systems appeared differently regulated in the knock-out mutant of TCS-16, suggesting an involvement in monitoring carbon source availability. High throughput analysis of bacterial growth on different carbon sources showed that TCS-16 was necessary for growth of GBS on fructose-6-phosphate. Additional transcriptional analysis provided further evidence for a stimulus-response circuit where extracellular fructose-6-phosphate leads to autoinduction of TCS-16 with concomitant dramatic up-regulation of the adjacent operon encoding a phosphotransferase system. The TCS-16-deficient strain exhibited decreased persistence in a model of vaginal colonization and impaired growth/survival in the presence of vaginal mucoid components. All mutant strains were also characterized in a murine model of systemic infection, and inactivation of TCS-17 (also known as RgfAC) resulted in hypervirulence. Our data suggest a role for the previously unknown TCS-16, here named FspSR, in bacterial fitness and carbon metabolism during host colonization, and also provide experimental evidence for TCS-17/RgfAC involvement in virulence.

Il trattamento ortodontico nei bambini con particolari necessità sanitarie (SHCN): una valutazione della durata e del risultato clinico utilizzando l'indice PAR (Peer Assessment Rating), la componente DHC (Dental Health Component) e la componente AC (Aesthetic Component) dell'indice IOTN (Orthodontic Treatment Need Index)

Obbiettivo: Valutazione delle eventuali differenze nel trattamento ortodontico di un gruppo di bambini con particolari necessità sanitarie (SHCN) rispetto ad un gruppo di bambini non diagnosticati con SHCN. Materiali e Metodi: Il gruppo campione (SHCN) è costituito da 50 bambini con SHCN. Il gruppo di controllo (NO SHCN) è costituito da 50 bambini non diagnosticati con SHCN pienamente corrispondenti per età, genere e tipo di apparecchio ortodontico utilizzato con i pazienti del gruppo di studio. I dati riguardanti i gruppi SHCN e NO SHCN sono stati analizzati in modo retrospettivo, valutando: - il punteggio pre- e post-trattamento e la riduzione finale dei valori dell'indice PAR (Peer Assessment Rating), della componente DHC (Dental Health Component) e della componente AC (Aesthetic Component) dell'indice IOTN (Orthodontic Treatment Need Index), - il numero di appuntamenti, - il numero di sedute semplici e complesse, - la durata complessiva del trattamento, - l'età all’inizio ed alla fine della terapia. Risultati: Non sono state rilevate differenze statisticamente significative tra i due gruppi per quanto concerne il numero di appuntamenti, la durata complessiva del trattamento, l'età all’inizio ed alla fine della terapia ortodontica (valori del p-value:0.682, 0.458, 0.535, 0.675). Sono state rilevate differenze statisticamente significative tra i due gruppi per quanto riguarda i punteggi dell’indice PAR, delle componenti DHC e AC dello IOTN pre- e post-trattamento, il numero di sedute semplici e complesse (valori del p-value:0.030, 0.000, 0.020, 0.023, 0.000, 0.000, 0.043, 0.037). Per quanto concerne la riduzione finale del valore dell’indice PAR, della componente DHC e di quella AC dello IOTN non sono state riscontrate differenze statisticamente significative tra i due gruppi (valori del p-value:0.060, 0.765, 0.825). Conclusioni: Lo studio incoraggia gli ortodontisti a trattare i bambini con SHCN nell'obiettivo di migliorarne la qualità di vita, pur evidenziando la necessità di un maggior numero di sedute complesse.

Spatial and temporal characterisation of ground deformation recorded by geodetic techniques

A critical point in the analysis of ground displacements time series is the development of data driven methods that allow the different sources that generate the observed displacements to be discerned and characterised. A widely used multivariate statistical technique is the Principal Component Analysis (PCA), which allows reducing the dimensionality of the data space maintaining most of the variance of the dataset explained. Anyway, PCA does not perform well in finding the solution to the so-called Blind Source Separation (BSS) problem, i.e. in recovering and separating the original sources that generated the observed data. This is mainly due to the assumptions on which PCA relies: it looks for a new Euclidean space where the projected data are uncorrelated. The Independent Component Analysis (ICA) is a popular technique adopted to approach this problem. However, the independence condition is not easy to impose, and it is often necessary to introduce some approximations. To work around this problem, I use a variational bayesian ICA (vbICA) method, which models the probability density function (pdf) of each source signal using a mix of Gaussian distributions. This technique allows for more flexibility in the description of the pdf of the sources, giving a more reliable estimate of them. Here I present the application of the vbICA technique to GPS position time series. First, I use vbICA on synthetic data that simulate a seismic cycle (interseismic + coseismic + postseismic + seasonal + noise) and a volcanic source, and I study the ability of the algorithm to recover the original (known) sources of deformation. Secondly, I apply vbICA to different tectonically active scenarios, such as the 2009 L'Aquila (central Italy) earthquake, the 2012 Emilia (northern Italy) seismic sequence, and the 2006 Guerrero (Mexico) Slow Slip Event (SSE).

Effect of Laser Shock Peening on Fatigue Crack Propagation of Aeronautical Structures

Laser Shock Peening (LSP) is a surface enhancement treatment which induces a significant layer of beneficial compressive residual stresses up to several mm underneath the surface of metal components in order to improve the detrimental effects of crack growth behavior rate in it. The aim of this thesis is to predict the crack growth behavior of thin Aluminum specimens with one or more LSP stripes defining a compressive residual stress area. The LSP treatment has been applied as crack retardation stripes perpendicular to the crack growing direction, with the objective of slowing down the crack when approaching the LSP patterns. Different finite element approaches have been implemented to predict the residual stress field left by the laser treatment, mostly by means of the commercial software Abaqus/Explicit. The Afgrow software has been used to predict the crack growth behavior of the component following the laser peening treatment and to detect the improvement in fatigue life comparing to the specimen baseline. Furthermore, an analytical model has been implemented on the Matlab software to make more accurate predictions on fatigue life of the treated components. An educational internship at the Research and Technologies Germany- Hamburg department of Airbus helped to achieve knowledge and experience to write this thesis. The main tasks of the thesis are the following: -To up to date Literature Survey related to laser shock peening in metallic structures -To validate the FE models developed against experimental measurements at coupon level -To develop design of crack growth slow down in centered and edge cracked tension specimens based on residual stress engineering approach using laser peened patterns transversal to the crack path -To predict crack growth behavior of thin aluminum panels -To validate numerical and analytical results by means of experimental tests.