Chemical and structural characterization of soil humic substances under agroforestry and conventional systems

Studies have proven that the agroforestry systems in the semi-arid region of the State of Ceará, Brazil, induce an increase in soil organic C levels. Notwithstanding, there is no information if this increase also results in qualitative changes in different pools of soil organic matter. The objective of this study was to verify the possible chemical and structural alterations in fulvic and humic acids of a Luvisol in areas adopting agroforestry, traditional intensive cultivation and native forest in a long-term experiment conducted in the semi-arid region of Ceará State, Brazil. The study was conducted in an experimental area of the National Goat Research Center (Embrapa) in Sobral, CE. The following treatments were evaluated: agrosilvopasture (AGP), silvopasture (SILV), intensive cultivation under fallow (ICF), and areas with native forest (NF). Soil fulvic and humic acids fractions were extracted from the 0-6 and 6-12 cm layers and characterized by elemental composition, thermogravimetry and infrared spectroscopy analyses. The elemental composition analysis of humic acids confirmed the data found for fulvic acids, showing reduction in the C, H and N levels, followed by an increase in O contents in the AGP and ICF treatments over SILV and NF. In all treatments, except to SILV in the 0-6 cm layer, the percentage of mass loss was highest (300-600 °C) for humic acids in the thermally most stable region. Despite the similarity between infrared spectra, soil fulvic acids in the SILV treatment extracted from 6-12 cm depth decrease the absorption bands at 1708 and 1408 cm-1 followed by an increase in the absorption band at 1608 cm-1 attributed to aromatic C=C groups. This behavior suggests an increase in the aromatic character of the structure. The AGP and ICF treatments, which increase the soil tilling, favored the maintenance of humic substances with a more aromatic character in the soil than SILV and NF. The less aromatic humic substances in the SILV treatment resulted in an increase of exchange sites of soil organic matter, indicating improved nutrient cycling and maintenance of productivity in the system.

Root growth of tomato seedlings intensified by humic substances from peat bogs

Peats are an important reserve of humified carbon in terrestrial ecosystems. The interest in the use of humic substances as plant growth promoters is continuously increasing. The objective of this study was to evaluate the bioactivity of alkaline soluble humic substances (HS), humic (HA) and fulvic acids (FA) isolated from peats with different decomposition stages of organic matter (sapric, fibric and hemic) in the Serra do Espinhaço Meridional, state of Minas Gerais. Dose-response curves were established for the number of lateral roots growing from the main plant axis of tomato seedlings. The bioactivity of HA was greatest (highest response in lateral roots at lowest concentration) while FA did not intensify root growth. Both HS and HA stimulated root hair formation. At low concentrations, HS and HA induced root hair formation near the root cap, a typical hormonal imbalance effect in plants. Transgenic tomato with reporter gene DR5::GUS allowed the observation that the auxin-related signalling pathway was involved in root growth promotion by HA.

Organic Matter Fractions and Quality of the Surface Layer of a Constructed and Vegetated Soil After Coal Mining. I - Humic Substances and Chemical Characterization

After open coal mining, soils are “constructed”, which usually contain low levels and quality of organic matter (OM). Therefore, the use of plant species for revegetation and reclamation of degraded areas is essential. This study evaluated the distribution of carbon (C) in the chemical fractions as well as the chemical characteristics and humification degree of OM in a soil constructed after coal mining under cultivation of perennial grasses. The experiment was established in 2003 with the following treatments: Hemarthria altissima (T1), Paspalum notatum (T2), Cynodon dactilon (T3), Urochloa brizantha (T4), bare constructed soil (T5), and natural soil (T6). In 2009, soil samples were collected from the 0.00-0.03 m layer and the total organic carbon stock (TOC) and C stock in the chemical fractions: acid extract (CHCl), fulvic acid (CFA), humic acid (CHA), and humin (CHU) were determined. The humic acid (HA) fraction was characterized by infrared spectroscopy and the laser-induced fluorescence index (ILIF) of OM was also calculated. After six years, differences were only observed in the CHA stocks, which were highest in T1 (0.89 Mg ha-1) and T4 (1.06 Mg ha-1). The infrared spectra of HA in T1, T2 and T4 were similar to T6, with greater contribution of aliphatic organic compounds than in the other treatments. In this way, ILIF decreased in the sequence T5>T3>T4>T1>T2>T6, indicating higher OM humification in T3 and T5 and more labile OM in the other treatments. Consequently, the potential of OM quality recovery in the constructed soil was greatest in treatments T1 and T4.

Consommation d'alcool et de benzodiozépines au troisième âge [Consumption of alcohol and benzodiazepines in the elderly]

In Switzerland, 9.1% of the general population accept regular consumption of BZD. In 65-74 years age group, 2% of cases display a high-risk alcohol consumption. Moderate risk consumption is present in 5% of cases. For the BZD, the cognitive difficulties settle in an insidious way; for alcohol, the daily consumption of fairly high quantities may lead to cognitive deterioration. At early stages, alcohol abusers show preserved neuropsychological performances. Gradually, the deficits will affect the remaining cognitive functions and become irreversible. This review indicates that the chronic consumption of alcohol and BZD in old age is at the origin of major clinical difficulties that need ad hoc training both for psychiatrists and general practitioners.

Extremity exposure in nuclear medicine therapy with 90Y-labelled substances - Results of the ORAMED project

90Y-labelled radiopharmaceuticals offer promising prospects for radionuclide therapies of tumours, e.g. radioimmunotherapies (RIT), (EANM, 2007), peptide receptor radiotherapies (PRRT), (Otte et al., 1998), and selective internal radiotherapies (SIRT), (Salem and Thurston, 2006). 90Y, an almost pure high-energy beta radiation emitter (Eβ,max = 2.28 MeV), is a favourable radionuclide for therapeutic purposes. However, when preparing and performing these therapies, high activities of 90Y (>1 GBq) are to be manipulated and technicians, physicians and nurses may receive high skin exposures to the hands. If radiation protection standards are low, the exposure of staff can exceed the annual skin dose limit of 500 mSv. Within a particular work package (WP4) of the ORAMED project, comprehensive measurements in nuclear medicine departments of several hospitals in 6 European countries were carried out. The study focussed on 90Y-labelled substances such as Zevalin® and DOTATOC to achieve a representative database on staff exposure. This paper summarises the most important results and conclusions for individual monitoring of skin exposure of staff.

Consommation de cannabis : quels sont les risques ?

Abstract - Cannabis: what are the risks ? Cannabinoids from cannabis have a dual use and display often opposite pharmacological properties depending on the circumstances of use and the administered dose. Cannabinoids constitute mainly a recreative or addictive substance, but also a therapeutic drug. They can be either neurotoxic or neuroprotector, carcinogenic or an anti-cancer drug, hyperemetic or antiemetic, pro-inflammatory or anti-inflammatory... Improvement in in-door cultivation techniques and selection of high yield strains have resulted in a steadily increase of THC content. Cannabis is the most frequently prohibited drug used in Switzerland and Western countries. About half of teenagers have already experimented cannabis consumption. About 10% of cannabis users smoke it daily and can be considered as cannabis-dependant. About one third of these cannabis smokers are chronically intoxicated. THC, the main psychoactive drug interacts with the endocannnabinoid system which is made of cellular receptors, endogenous ligands and a complex intra-cellular biosynthetic, degradation and intra-cellular messengers machinery. The endocannabinoid system plays a major role in the fine tuning of the nervous system. It is thought to be important in memory, motor learning, and synaptic plasticity. At psychoactive dose, THC impairs psychomotor and neurocognitive performances. Learning and memory abilities are diminished. The risk to be responsible of a traffic car accident is slightly increased after administration of cannabis alone and strongly increased after combined use of alcohol and cannabis. With the exception of young children, cannabis intake does not lead to potentially fatal intoxication. However, cannabis exposure can act as trigger for cardiovascular accidents in rare vulnerable people. Young or vulnerable people are more at risk to develop a psychosis at adulthood and/or to become cannabis-dependant. Epidemiological studies have shown that the risk to develop a schizophrenia at adulthood is increased for cannabis smokers, especially for those who are early consumers. Likewise for the risk of depression and suicide attempt. Respiratory disease can be worsen after cannabis smoking. Pregnant and breast-feeding mothers should not take cannabis because THC gets into placenta and concentrates in breast milk. The most sensitive time-period to adverse side-effects of cannabis starts from foetus and extends to adolescence. The reason could be that the endocannabinoid system, the main target of THC, plays a major role in the setup of neuronal networks in the immature brain. The concomitant use of other psychoactive drugs such as alcohol, benzodiazepines or cocaine should be avoided because of possible mutual interactions. Furthermore, it has been demonstrated that a cross-sensitisation exists between most addictive drugs at the level of the brain reward system. Chronic use of cannabis leads to tolerance and withdrawals symptoms in case of cannabis intake interruption. Apart from the aforementioned unwanted side effects, cannabis displays useful and original medicinal properties which are currently under scientific evaluation. At the moment the benefit/risk ratio is not yet well assessed. Several minor phytocannabinoids or synthetic cannabinoids devoid of psychoactive properties could find their way in the modern pharmacopoeia (e.g. ajulemic acid). For therapeutic purposes, special cannabis varieties with unique cannabinoids composition (e.g. a high cannabidiol content) are preferred over those which are currently used for recreative smoking. The administration mode also differs in such a way that inhalation of carcinogenic pyrolytic compounds resulting from cannabis smoking is avoided. This can be achieved by inhaling cannabis vapors at low temperature with a vaporizer device. Résumé Les cannabinoïdes contenus dans la plante de cannabis ont un double usage et possèdent des propriétés opposées suivant les circonstances et les doses employées. Les cannabinoïdes, essentiellement drogue récréative ou d'abus pourraient, pour certains d'entre eux, devenir des médicaments. Selon les conditions d'utilisation, ils peuvent être neurotoxiques ou neuroprotecteurs, carcinogènes ou anticancéreux, hyper-émétiques ou antiémétiques, pro-inflammatoires ou anti-inflammatoires... Les techniques de culture sous serre indoor ainsi que la sélection de variétés de cannabis à fort potentiel de production ont conduit à un accroissement notable des taux de THC. Le cannabis est la drogue illégale la plus fréquemment consommée en Suisse et ailleurs dans le monde occidental. Environ la moitié des jeunes ont déjà expérimenté le cannabis. Environ 10 % des consommateurs le fument quotidiennement et en sont devenus dépendants. Un tiers de ces usagers peut être considéré comme chroniquement intoxiqué. Le THC, la principale substance psychoactive du cannabis, interagit avec le "système endocannabinoïde". Ce système est composé de récepteurs cellulaires, de ligands endogènes et d'un dispositif complexe de synthèse, de dégradation, de régulation et de messagers intra-cellulaires. Le système endocannabinoïde joue un rôle clé dans le réglage fin du système nerveux. Les endocannabinoïdes régulent la mémorisation, l'apprentissage moteur et la plasticité des liaisons nerveuses. À dose psychoactive, le THC réduit les performances psychomotrices et neurocognitives. Les facultés d'apprentissage et de mémorisation sont diminuées. Le risque d'être responsable d'un accident de circulation est augmenté après prise de cannabis, et ceci d'autant plus que de l'alcool aura été consommé parallèlement. À l'exception des jeunes enfants, la consommation de cannabis n'entraîne pas de risque potentiel d'intoxication mortelle. Toutefois, le cannabis pourrait agir comme facteur déclenchant d'accident cardiovasculaire chez de rares individus prédisposés. Les individus jeunes, et/ou vulnérables ont un risque significativement plus élevé de développer une psychose à l'âge adulte ou de devenir dépendant au cannabis. Des études épidémiologiques ont montré que le risque de développer une schizophrénie à l'âge adulte était augmenté pour les consommateurs de cannabis et ceci d'autant plus que l'âge de début de consommation était précoce. Il en va de même pour le risque de dépression. Les troubles respiratoires pourraient être exacerbés par la prise de cannabis. Les femmes enceintes et celles qui allaitent ne devraient pas consommer de cannabis car le THC traverse la barrière hémato-placentaire, en outre, il se concentre dans le lait maternel. La période de la vie la plus sensible aux effets néfastes du cannabis correspond à celle allant du foetus à l'adolescent. Le système endocannabinoïde sur lequel agit le THC serait en effet un acteur majeur orchestrant le développement des réseaux neuronaux dans le cerveau immature. La prise concomitante d'autres psychotropes comme l'alcool, les benzodiazépines ou la cocaïne conduit à des renforcements mutuels de leurs effets délétères. De plus, il a été montré l'existence d'une sensibilité croisée pour la majorité des psychotropes qui agissent sur le système de la récompense, le cannabis y compris, ce qui augmente ainsi le risque de pharmacodépendance. La prise régulière de doses élevées de cannabis entraîne l'apparition d'une tolérance et de symptômes de sevrage discrets à l'arrêt de la consommation. À part les effets négatifs mentionnés auparavant, le cannabis possède des propriétés médicales originales qui sont l'objet d'études attentives. Plusieurs cannabinoïdes mineurs naturels ou synthétiques, comme l'acide ajulémique, pourraient trouver un jour une place dans la pharmacopée. En usage thérapeutique, des variétés particulières de cannabis sont préférées, par exemple celles riches en cannabidiol non psychoactif. Le mode d'administration diffère de celui utilisé en mode récréatif. Par exemple, la vaporisation des cannabinoïdes à basse température est préférée à l'inhalation du "joint".

Do youths gamble? You bet! A Swiss population-based study

Cette recherche sur les jeux d'argent et de hasard au sein de la population des jeunes résidents Suisses avait trois objectifs. Pour avoir des données de base, nous nous sommes d'une part intéressés à la prévalence de ce comportement et, basé sur des critères de fréquence, avons mis en évidence une population plus à risque de subir des conséquences néfastes du jeu;à savoir ceux qui jouent au minimum une fois par semaine. Le deuxième objectif était de déterminer s'il existait une association entre la fréquence du jeu et 1) l'utilisation de substances, 2) une mauvaise santé mentale et/ou 3) un faible support social, comme cela a été décrit dans la littérature pour les joueurs pathologiques. Finalement, pour savoir si les joueurs fréquents étaient «fixés» sur un seul type de jeu ou au contraire jouaient de manière non-sélective, nous avons effectué la corrélation entre la fréquence de jeu et le nombre de jeux différents dans lesquels les jeunes étaient impliqués.Pour ces analyses, nous avons utilisé la base de données de l'Enquête Suisse sur la Santé 2007, une étude transversale interrogeant des résidents suisses âgés de 15 ans ou plus. Cette enquête a été menée en deux étapes: 1) un questionnaire téléphonique (taux de réponse: 66.3%) puis 2) un questionnaire écrit (taux de réponse: 80.5% de ceux qui ont répondu à l'interview téléphonique). En tenant compte de la pondération pour l'échantillon de participants ayant répondu aux deux types d'interviews, nous avons considéré uniquement les personnes âgées de 15 à 24 ans. Au total 1116 (582 hommes) participants ont été retenus pour notre étude.Pour répondre au second objectif, nous avons comparé trois groupes. Les non-joueurs (NJ, n=577), les joueurs occasionnels (JO, n=388) et les joueurs fréquents (JF, n=151) ont été étudiés d'abord grâce à des analyses bivariées, puis à une régression multinomiale permettant de tenir compte des facteurs confondants. La sélection des variables pour la régression a été basée sur une méthode «bootstrap» permettant de produire des résultats représentatifs de la population entière et pas uniquement de l'échantillon analysé.Nous avons procédé de manière similaire pour répondre à la troisième question de recherche, mais en comparant uniquement les joueurs occasionnels et les joueurs fréquents.Les résultats ont mis en évidence que 48.3% des jeunes résidents suisses étaient impliqués dans au moins un type de jeu dans l'année précédente. Par ailleurs, 13.5% (n=151) des 15 à 24 ans jouaient au minimum une fois par semaine.Au niveau bivarié, la fréquence de jeu était associée à des facteurs sociodémographiques comme le sexe masculin, l'âge (les JO étant les plus âgés), et le revenu personnel. La fréquence de jeu était également significativement associée au fait de fumer du tabac quotidiennement, d'être actuellement fumeur de cannabis et d'avoir une consommation d'alcool à risque (beuveries). La mauvaise santé mentale (épisode de dépression majeure ou détresse psychologique) et le faible support relationnel (personne de confiance dans l'entourage ou activités de loisirs) n'étaient pas associés à la fréquence de jeu de manière significative, bien qu'une nette tendance en faveur des NJ ait pu être mise en évidence. Au niveau multivarié, les JO et JF étaient plus âgés, plus souvent de sexe masculin et habitaient plus souvent en Suisse romande que les NJ. Les JO étaient plus à risque que les NJ de se soumettre à des beuveries de manière occasionnelle et les JF étaient plus à risque que les NJ d'être des fumeurs de tabac quotidiens.En comparant les JO et les JF, nous avons obtenu une correlation élevée (r=0.85;p<0.0001) entre la fréquence de jeu et le nombre de jeux dans lesquels les jeunes étaient impliqués. Ceci indiquant que les JF ne semblent pas très sélectifs quant au type de jeu auquel ils jouent.Dans la mesure où le jeu est un comportement très prévalent au sein de la population des jeunes résidents suisses, il doit probablement être vu comme une conduite faisant partie des comportements exploratoires de l'adolescence. Néanmoins, au vu des comportements à risque qui y sont associés, la question du jeu devrait être soulevée par les médecins s'occupant de jeunes adultes à des fins de prévention.

Nouveaux modes de consommation du tabac et de la nicotine [New modes of tobacco and nicotine use]

New ways of consuming tobacco or nicotine have recently been developed attracting smokers not only because of their novelty but also because they hope that it will decrease their health risks or will help them in smoking banned places. The objective of this paper is to review the current state of knowledge concerning the waterpipe, oral tobacco, nasal snuff, the electronic cigarette and tobacco heating devices. Although some products seem less harmful than cigarettes, we cannot encourage people to use them because we still do not have sufficient scientific data regarding their safety. Moreover, most of these products are addictive and we still do not know if they will play a role in harm reduction.

First consumption ever of multiple substances: applying an expert-based taxonomy to a Swiss national sample of adolescents.

The use of multiple legal and illegal substances by adolescents is a growing concern in all countries, but since no consensus about a taxonomy did emerge yet, it is difficult to understand the different patterns of consumption and to implement tailored prevention and treatment programs directed towards specific subgroups of the adolescent population. Using data from a Swiss survey on adolescent health, we analyzed the age at which ten legal and illegal substances were consumed for the first time ever by applying a method combining the strength of both automatic clustering and use of substance experts. Results were then compared to 30 socio-economic factors to establish the usefulness of and to validate our taxonomy. We also analyzed the succession of substance first use for each group. The final taxonomy consists of eight groups ranging from non-consumers to heavy drug addicts. All but four socio-economic factors were significantly associated with the taxonomy, the strongest associations being observed with health, behavior, and sexuality factors. Numerous factors influence adolescents in their decision to first try substances or to use them on a regular basis, and no factor alone can be considered as an absolute marker of problematic behavior regarding substance use. Different processes of experimentation with substances are associated with different behaviors, therefore focusing on only one substance or only one factor is not efficient. Prevention and treatment programs can then be tailored to address specific issues related to different youth subgroups.

Toxic substances in blood: an analysis of current recommendations under a Bayesian (decision) approach

This article extends existing discussion in literature on probabilistic inference and decision making with respect to continuous hypotheses that are prevalent in forensic toxicology. As a main aim, this research investigates the properties of a widely followed approach for quantifying the level of toxic substances in blood samples, and to compare this procedure with a Bayesian probabilistic approach. As an example, attention is confined to the presence of toxic substances, such as THC, in blood from car drivers. In this context, the interpretation of results from laboratory analyses needs to take into account legal requirements for establishing the 'presence' of target substances in blood. In a first part, the performance of the proposed Bayesian model for the estimation of an unknown parameter (here, the amount of a toxic substance) is illustrated and compared with the currently used method. The model is then used in a second part to approach-in a rational way-the decision component of the problem, that is judicial questions of the kind 'Is the quantity of THC measured in the blood over the legal threshold of 1.5 μg/l?'. This is pointed out through a practical example.