Haemodynamic consequences of changing potassium concentrations in haemodialysis fluids.

BACKGROUND: A rapid decrease of serum potassium concentrations during haemodialysis produces a significant increase in blood pressure parameters at the end of the session, even if effects on intra-dialysis pressure are not seen. Paradoxically, in animal models potassium is a vasodilator and decreases myocardial contractility. The purpose of this trial is to study the precise haemodynamic consequences induced by acute changes in potassium concentration during haemodialysis. METHODS: In 24 patients, 288 dialysis sessions, using a randomised single blind crossover design, we compared six dialysate sequences with different potassium profiles. The dialysis sessions were divided into 3 tertiles, casually modulating potassium concentration in the dialysate between the value normally used K and the two cut-off points K+1 and K-1 mmol/l. Haemodynamics were evaluated in a non-invasive manner using a finger beat-to-beat monitor. RESULTS: Comparing K-1 and K+1, differences were found within the tertiles regarding systolic (+5.3, +6.6, +2.3 mmHg, p < 0.05, < 0.05, ns) and mean blood pressure (+4.3, +6.4, -0.5 mmHg, p < 0.01, < 0.01, ns), as well as peripheral resistance (+212, +253, -4 dyne.sec.cm-5, p < 0.05, < 0.05, ns). The stroke volume showed a non-statistically-significant inverse trend (-3.1, -5.2, -0.2 ml). 18 hypotension episodes were recorded during the course of the study. 72% with K-1, 11% with K and 17% with K+1 (p < 0.01 for comparison K-1 vs. K and K-1 vs. K+1). CONCLUSIONS: A rapid decrease in the concentration of serum potassium during the initial stage of the dialysis-obtained by reducing the concentration of potassium in the dialysate-translated into a decrease of systolic and mean blood pressure mediated by a decrease in peripheral resistance. The risk of intra-dialysis hypotension inversely correlates to the potassium concentration in the dialysate. TRIAL REGISTRATION NUMBER: NCT01224314.

Stoneley wave modeling in heterogeneous porous media with viscous pore fluids

We implemented Biot-type porous wave equations in a pseudo-spectral numerical modeling algorithm for the simulation of Stoneley waves in porous media. Fourier and Chebyshev methods are used to compute the spatial derivatives along the horizontal and vertical directions, respectively. To prevent from overly short time steps due to the small grid spacing at the top and bottom of the model as a consequence of the Chebyshev operator, the mesh is stretched in the vertical direction. As a large benefit, the Chebyshev operator allows for an explicit treatment of interfaces. Boundary conditions can be implemented with a characteristics approach. The characteristic variables are evaluated at zero viscosity. We use this approach to model seismic wave propagation at the interface between a fluid and a porous medium. Each medium is represented by a different mesh and the two meshes are connected through the above described characteristics domain-decomposition method. We show an experiment for sealed pore boundary conditions, where we first compare the numerical solution to an analytical solution. We then show the influence of heterogeneity and viscosity of the pore fluid on the propagation of the Stoneley wave and surface waves in general.

Origin of mineralizing fluids of the sediment-hosted Navachab gold mine, Namibia: Constraints from stable (O, H, C, S) isotopes

The Navachab gold mine in the Damara belt of central Namibia is characterized by a polymetallic Au-Bi-As-Cu-Ag ore assemblage, including pyrrhotite, chalcopyrite, sphalerite, arsenopyrite, bismuth, gold, bismuthinite, and bismuth tellurides. Gold is hosted by quartz sulfide veins and semimassive sulfide lenses that are developed in a near-vertical sequence of shelf-type metasedimentary rocks, including marble, calcsilicate rock, and biotite schist. The sequence has been intruded by abundant syntectonic lamprophyre, aplite, and pegmatite dikes, documenting widespread igneous activity coeval with mineralization. The majority of quartz from the veins has delta(18)O values of 14 to 15 per mil (V-SMOW). The total variations in delta(18)O values of the biotite schist and calcsilicate rock are relatively small (12-14 parts per thousand), whereas the marble records steep gradients in delta(18)O values (17-21 parts per thousand), the lowest values being recorded at the vein margins. Despite this, there is no correlation between delta(18)O and delta(13)C values and the carbonate content of the rocks, indicating that fluid-rock interaction alone cannot explain the isotopic gradients. In addition, the marble records increased delta(13)C values at the contact to the veins, possibly related to a change in the physicochemical conditions during fluid-rock interaction. Gold is interpreted to have precipitated in equilibrium with metamorphic find (delta(18)O 12-14 parts per thousand; delta D = -40 to -60 parts per thousand) at peak metamorphic conditions of ca. 550 degrees C and 2 kbars, consistent with isotopic fractionations between coexisting calcite, garnet, and clinopyroxene in the alteration halos. The most likely source of the mineralizing fluid was a midcrustal fluid in equilibrium with the Damaran metapelites that underwent prograde metamorphism at amphibolite- to granulite-facies grades. Although there is no isotopic evidence for the contribution of magmatic fluids, they may have been important in contributing to the overall hydraulic regime and high apparent geothermal gradients (ca. 80 degrees C/km(-1)) in the mine area.

A validated assay for measuring doxorubicin in biological fluids and tissues in an isolated lung perfusion model: matrix effect and heparin interference strongly influence doxorubicin measurements.

Doxorubicin is an antineoplasic agent active against sarcoma pulmonary metastasis, but its clinical use is hampered by its myelotoxicity and its cumulative cardiotoxicity, when administered systemically. This limitation may be circumvented using the isolated lung perfusion (ILP) approach, wherein a therapeutic agent is infused locoregionally after vascular isolation of the lung. The influence of the mode of infusion (anterograde (AG): through the pulmonary artery (PA); retrograde (RG): through the pulmonary vein (PV)) on doxorubicin pharmacokinetics and lung distribution was unknown. Therefore, a simple, rapid and sensitive high-performance liquid chromatography method has been developed to quantify doxorubicin in four different biological matrices (infusion effluent, serum, tissues with low or high levels of doxorubicin). The related compound daunorubicin was used as internal standard (I.S.). Following a single-step protein precipitation of 500 microl samples with 250 microl acetone and 50 microl zinc sulfate 70% aqueous solution, the obtained supernatant was evaporated to dryness at 60 degrees C for exactly 45 min under a stream of nitrogen and the solid residue was solubilized in 200 microl of purified water. A 100 microl-volume was subjected to HPLC analysis onto a Nucleosil 100-5 microm C18 AB column equipped with a guard column (Nucleosil 100-5 microm C(6)H(5) (phenyl) end-capped) using a gradient elution of acetonitrile and 1-heptanesulfonic acid 0.2% pH 4: 15/85 at 0 min-->50/50 at 20 min-->100/0 at 22 min-->15/85 at 24 min-->15/85 at 26 min, delivered at 1 ml/min. The analytes were detected by fluorescence detection with excitation and emission wavelength set at 480 and 550 nm, respectively. The calibration curves were linear over the range of 2-1000 ng/ml for effluent and plasma matrices, and 0.1 microg/g-750 microg/g for tissues matrices. The method is precise with inter-day and intra-day relative standard deviation within 0.5 and 6.7% and accurate with inter-day and intra-day deviations between -5.4 and +7.7%. The in vitro stability in all matrices and in processed samples has been studied at -80 degrees C for 1 month, and at 4 degrees C for 48 h, respectively. During initial studies, heparin used as anticoagulant was found to profoundly influence the measurements of doxorubicin in effluents collected from animals under ILP. Moreover, the strong matrix effect observed with tissues samples indicate that it is mandatory to prepare doxorubicin calibration standard samples in biological matrices which would reflect at best the composition of samples to be analyzed. This method was successfully applied in animal studies for the analysis of effluent, serum and tissue samples collected from pigs and rats undergoing ILP.

Crescimento de raízes de trigo afetado pela resistência mecânica do solo

A compactação do solo é um problema comum que afeta diversas propriedades físicas do solo e o crescimento das plantas. Este trabalho foi desenvolvido em câmara de crescimento na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Porto Alegre, em 1994, durante 35 dias (530 GD, 0ºC de temperatura base) e objetivou determinar os efeitos da resistência mecânica do solo no crescimento das raízes de trigo. Para tanto, foram utilizados vasos dispostos em delineamento completamente casualizado preenchidos com solo Podzólico Vermelho-Escuro álico. Os tratamentos constaram de compactação do solo que resultou em resistências de 1,0; 2,0; 3,5 e 5,5 MPa. A combinação de umidade gravimétrica e densidade do solo foi estabelecida para minimizar os possíveis efeitos de falta de água e oxigênio. Com o aumento da resistência do solo diminuíram o comprimento, a superfície e a matéria seca das raízes, aumentando, porém, seu raio. A menor exploração do solo pelas raízes causou o menor acúmulo de matéria seca na parte aérea e, especialmente, nas raízes. Os efeitos foram percebidos logo no início do desenvolvimento da planta. A resistência do solo, isoladamente, caracterizou-se como um fator de diminuição do crescimento radicular.

Resistência mecânica à penetração de um Planossolo submetido a diferentes sistemas de cultivo

O conhecimento das características e propriedades dos solos de várzea do RS, utilizados atualmente com a cultura do arroz irrigado, torna-se essencial para a adoção de práticas que envolvam irrigação, drenagem, correção da acidez e da fertilidade, principalmente quando se deseja obter altos níveis de produtividade, com menor custo e com menores possibilidades de degradação destes solos e do ambiente onde estão situados. Dentro deste panorama, avaliou-se a compactação de um Planossolo cultivado sob diferentes sistemas de manejo, através da resistência mecânica do solo à penetração. Camadas compactadas foram identificadas, de forma mais acentuada, na profundidade intermediária (0,10-0,20 m) nos sistemas com maior utilização da mecanização agrícola (T2 - sistema de cultivo contínuo de arroz e T3 - sistema de cultivo de arroz x rotação de culturas). Observou-se que, em todos os sistemas, houve aumento dos valores de resistência mecânica do solo à penetração em relação à testemunha (T6 - solo mantido sem cultivo), principalmente na camada intermediária (0,10-0,20 m), quando o solo foi submetido ao sistema de cultivo contínuo de arroz (T2). Os tratamentos T3 (sistema de cultivo de arroz x rotação de culturas) e T5 (sucessão de culturas: soja (sistema convencional) x arroz (sistema de semeadura direta)) apresentaram os valores mais altos de resistência à penetração, provavelmente em decorrência da baixa umidade e dos efeitos do cultivo e da utilização de máquinas responsáveis pela deformação da estrutura do solo.

Haemodynamic consequences of changing bicarbonate and calcium concentrations in haemodialysis fluids.

BACKGROUND: In a previous study we demonstrated that mild metabolic alkalosis resulting from standard bicarbonate haemodialysis induces hypotension. In this study, we have further investigated the changes in systemic haemodynamics induced by bicarbonate and calcium, using non-invasive procedures. METHODS: In a randomized controlled trial with a single-blind, crossover design, we sequentially changed the dialysate bicarbonate and calcium concentrations (between 26 and 35 mmol/l for bicarbonate and either 1.25 or 1.50 mmol/l for calcium). Twenty-one patients were enrolled for a total of 756 dialysis sessions. Systemic haemodynamics was evaluated using pulse wave analysers. Bioimpedance and BNP were used to compare the fluid status pattern. RESULTS: The haemodynamic parameters and the pre-dialysis BNP using either a high calcium or bicarbonate concentration were as follows: systolic blood pressure (+5.6 and -4.7 mmHg; P < 0.05 for both), stroke volume (+12.3 and +5.2 ml; P < 0.05 and ns), peripheral resistances (-190 and -171 dyne s cm(-5); P < 0.05 for both), central augmentation index (+1.1% and -2.9%; ns and P < 0.05) and BNP (-5 and -170 ng/l; ns and P < 0.05). The need of staff intervention was similar in all modalities. CONCLUSIONS: Both high bicarbonate and calcium concentrations in the dialysate improve the haemodynamic pattern during dialysis. Bicarbonate reduces arterial stiffness and ameliorates the heart tolerance for volume overload in the interdialytic phase, whereas calcium directly increases stroke volume. The slight hypotensive effect of alkalaemia should motivate a probative reduction of bicarbonate concentration in dialysis fluid for haemodynamic reasons, only in the event of failure of classical tools to prevent intradialytic hypotension.

Variabilidade espacial e temporal da resistência mecânica do solo à penetração em áreas com e sem manejo químico localizado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento das variabilidades (espacial e temporal) por meio da técnica de escalonamento de semivariogramas, da variável resistência mecânica do solo à penetração (RMSP) nas camadas de 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,3 m, para os anos de 1999 a 2001, sob duas formas de manejo: com manejo químico localizado (CML) e sem manejo químico localizado (SML). Os resultados demonstraram que a variável RMSP apresentou variabilidade espacial com comportamento distinto, conforme a camada e o ano de estudo. A variável RMSP apresentou variabilidade temporal tanto nas parcelas CML quanto nas parcelas SML. As duas formas de manejo (com manejo químico localizado (CML) e sem manejo químico localizado (SML)) não influenciaram o comportamento espacial da variável resistência mecânica do solo à penetração (RMSP). O escalonamento dos semivariogramas reduziu o tempo computacional de ajuste dos modelos, não apresentando diferenças no comportamento e amplitude da variabilidade espacial em relação aos semivariogramas não escalonados.

Escarificação mecânica e biológica para a redução da compactação em argissolo franco-arenoso sob plantio direto

O manejo influi nas propriedades físicas no campo, alterando a dinâmica do ar, da água e de solutos no solo. Propriedades físicas em sistemas de manejo conservacionista do solo foram avaliadas em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico (Typic Hapludalf) de textura franco-arenosa no horizonte A. Os tratamentos foram estabelecidos em solo com histórico de 10 anos de plantio direto, a saber: soja em sistema plantio direto; soja em solo escarificado; crotalária em cultivo mínimo e solo descoberto sem preparo. Foram determinadas: a resistência mecânica à penetração; a densidade do solo; a porosidade total; a distribuição do tamanho de poros; a condutividade hidráulica do solo saturado e não saturado; a infiltração de água no solo pelos métodos de anéis concêntricos e sob chuva natural; a variação da umidade volumétrica do solo durante o ciclo das culturas e a curva característica de água no solo. Observou-se que a resistência mecânica à penetração (RP) foi máxima na camada de 0,075 m, nos tratamentos sem preparo do solo, enquanto, no solo escarificado (Esc-soja), a RP máxima ocorreu em maior profundidade (0,175 m). A mobilização subsuperficial (escarificação) e a superficial (discagem e semeadura) do solo não se refletiram em redução na densidade do solo (Ds). O solo sob plantio direto de soja apresentou maior volume de macroporos que o solo sob cultivo de crotalária e descoberto, na profundidade 0,02 a 0,05 m, favorecendo a maior condutividade hidráulica do solo saturado e a menor retenção de água no solo em situação de déficit hídrico. Dentre as propriedades físico-mecânicas analisadas, a RP mostrou-se mais sensível em detectar a compactação do que a Ds e porosidades, especialmente para camadas de solo pouco espessas. A eficácia da ruptura da camada compactada do solo depende da propriedade hídrica ou mecânica do solo usada como indicadora. Usando a condutividade hidráulica do solo saturado, em médio prazo, a "escarificação biológica" (CM-crot) mostrou-se mais eficaz na ruptura da camada compactada e estabelecimento de poros condutores de água do que a escarificação mecânica (Esc-soja) do solo. Em contrapartida, se o indicador for a RP, o resultado é inverso. Assim, a propriedade hídrica ou mecânica do solo a ser usada como indicadora para a avaliação da eficácia da ruptura da camada compactada do solo depende do processo físico priorizado: a infiltração e redistribuição de água ou a penetração e crescimento de raízes.

Correlação linear e espacial entre o rendimento de grãos do feijoeiro e a resistência mecânica à penetração em um Latossolo Vermelho distrófico

A resistência mecânica à penetração apresentada pelo solo exerce grande influência sobre o desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes, assim como o rendimento das culturas, varia de forma inversamente proporcional ao seu valor. No ano agrícola de 2001/2002, na Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia/UNESP - Campus de Ilha Solteira, foram analisados o rendimento de grãos do feijoeiro (PG) e a resistência mecânica à penetração (R), de um Latossolo Vermelho distrófico. O objetivo foi apurar diretrizes relacionadas com o aumento da produtividade agrícola em questão, estudando a correlação linear e a espacial entre a PG e a R. Foi instalada uma rede geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, estabelecida com espaçamentos de 5 x 5 m e 2,5 x 2,5 m, que continham 120 pontos amostrais distribuídos numa área de 1.875 m². A correlação linear entre a PG e a R foi praticamente nula, uma vez que, dependendo das profundidades estudadas do solo, apresentou coeficientes de correlação (r) menores do que 0,20. A análise geoestatística apresentou boa estrutura de dependência espacial, tanto para a PG quanto para a R, quando analisadas isoladamente. Entretanto, a análise espacial conjunta de tais atributos apresentou-se inconsistente. Assim, com o aumento da resistência mecânica à penetração, em determinada região do solo ocorreu ora aumento, ora diminuição do rendimento de grãos do feijoeiro.

Nanotecnologies en mecànica molecular i cel·lular

Algunes nanotècniques recents permeten la manipulació de biomolècules i cèl·lules en escala nanomètrica amb la mesura simultània de la força aplicada amb resolució de piconewtons. Aquestes escales de desplaçament i força, i la possibilitat de treballar en medi líquid, fan que siguin eines molt útils per a l'estudi de les propietats mecàniques de molècules i cèl·lules individuals en condicions fisiològiques. Entre les tècniques més utilitzades es troben el microscopi de força atòmica, les trampes de làser i les microesferes magnètiques. En aquest treball es descriuen els principis de funcionament d'aquestes tècniques en aplicacions biològiques i, en particular, en l'estudi de la mecànica molecular i cel·lular.

Dispersão de amostras de latossolo vermelho eutroférrico influenciadas por pré-tratamento para oxidação da matéria orgânica e pelo tipo de agitação mecânica

A dispersão de amostras de Latossolos oxídicos pode ser mais difícil devido a microagregados de alta estabilidade, que nem sempre são totalmente desfeitos pela dispersão química e mecânica. A combinação de métodos químicos e mecânicos associados ao pré-tratamento da amostra é importante para se obter completa dispersão das partículas do solo e mantê-la estável durante toda a marcha analítica. Diante do exposto, objetivou-se avaliar a eficiência da dispersão mecânica (agitação lenta com agitador orbital de mesa - 30 rpm por 16 h, na presença de abrasivo, e agitação rápida com agitadores do tipo coqueteleira - 1.200 rpm por 20 min) e química com NaOH 1N, associada ao pré-tratamento para eliminação da matéria orgânica, independentemente de seu teor na amostra de solo na realização da análise granulométrica utilizada como método de rotina. Para as análises, foram coletadas com trado holandês, em uma área de Latossolo Vermelho eutroférrico, 50 amostras de forma inteiramente casualizada, nas profundidades de 0-0,20 e de 1,15-1,25 m; cada amostra representou uma repetição. Foi possível concluir que: sempre ocorreu maior dispersão das amostras analisadas quando se fez o pré-tratamento para oxidação da MO; o processo de agitação lenta, em relação ao de agitação rápida, é sempre mais eficiente na dispersão das amostras de solo; e o tratamento que utilizou pré-tratamento para eliminação da MO e dispersão mecânica com agitação lenta por 16 h e 30 g de areia grossa como abrasivo foi mais eficiente na dispersão das amostras estudadas, tanto para as amostras coletadas entre 0 e 0,20 m como para as coletadas na profundidade de 1,15-1,25 m.

Eficiência da escarificação mecânica e biológica na melhoria dos atributos físicos de um latossolo muito argiloso e no incremento do rendimento de soja

A compactação é uma das principais causas de decréscimo da produtividade dos solos agrícolas. A escarificação mecânica tem sido sugerida para reduzir a compactação do solo em áreas sob sistema de semeadura direta consolidada. Outra opção para aliviar a compactação é o uso de plantas de cobertura com sistema radicular pivotante e bem desenvolvido, como o nabo-forrageiro, com capacidade de crescer em camadas compactadas, formar bioporos estáveis e melhorar os atributos físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do método mecânico (escarificador) e do método biológico (nabo-forrageiro) de descompactação do solo, ou de ambos associados, em promover a melhoria dos atributos físicos de um Latossolo de textura muito argilosa e o rendimento de grãos da cultura da soja manejada sob semeadura direta. Os tratamentos utilizados foram: aveia-preta em semeadura direta (SD-Av), consórcio de nabo-forrageiro e aveia-preta em semeadura direta (SD-Nb+Av), aveia-preta em solo escarificado (ESC-Av) e consórcio de nabo-forrageiro e aveia-preta em solo escarificado (ESC-Nb+Av). Foram avaliadas a densidade, macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15; e 0,15-0,20 m, resistência do solo à penetração, umidade gravimétrica e infiltração de água no solo, no momento do pleno florescimento da soja. Além disso, foram determinadas a produção de matéria seca das plantas de cobertura de solo de inverno e o rendimento de soja no verão. Os tratamentos não afetaram significativamente a densidade do solo em nenhuma das camadas avaliadas, no entanto os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av duplicaram os valores de macroporosidade do solo na média da camada 0-0,20 m, com efeitos mais pronunciados nas camadas mais superficiais do solo. Os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av reduziram a resistência do solo à penetração em relação ao tratamento SD-Av, enquanto o tratamento ESC-Av teve comportamento intermediário. Os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av aumentaram, em média, 46,6 % a lâmina de água infiltrada em relação aos tratamentos SD-Av e ESC-Av. O maior rendimento de grãos de soja foi observado no tratamento ESC-Nb+Av (3,73 Mg ha-1), que não diferiu significativamente do SD-Nb+Av (3,49 Mg ha-1). A escarificação mecânica do solo teve efeito temporário, e não foram constatadas melhores condições físicas do solo após nove meses, com exceção do aumento da porosidade total e macroporosidade do solo na camada 0-0,05 m. Por outro lado, a escarificação biológica aumentou a macroporosidade do solo, diminuiu sua resistência à penetração e melhorou a infiltração de água. A escarificação mecânica foi uma alternativa eficiente em melhorar as condições físicas do Latossolo textura muito argilosa quando associada à escarificação biológica, que preveniu a reconsolidação do solo.