Ethnic/racial diversity, maternal stress, lactation and very low birthweight infants.

OBJECTIVE: (1) To compare maternal characteristics and psychological stress profile among African-American, Caucasian and Hispanic mothers who delivered very low birthweight infants. (2) To investigate associations between psychosocial factors, frequency of milk expression, skin-to-skin holding (STS), and lactation performance, defined as maternal drive to express milk and milk volume. STUDY DESIGN: Self-reported psychological questionnaires were given every 2 weeks after delivery over 10 weeks. Milk expression frequency, STS, and socioeconomic variables were collected. RESULT: Infant birthweight, education, and milk expression frequency differed between groups. Trait anxiety, depression and parental stress in a neonatal intensive care unit (PSS:NICU) were similar. African-American and Caucasian mothers reported the lowest scores in state anxiety and social desirability, respectively. Maternal drive to express milk, measured by maintenance of milk expression, correlated negatively with parental role alteration (subset of PSS:NICU) and positively with infant birthweight and STS. Milk volume correlated negatively with depression and positively with milk expression frequency and STS. CONCLUSION: Differences between groups were observed for certain psychosocial factors. The response bias to self-reported questionnaires between groups may not provide an accurate profile of maternal psychosocial profile. With different factors correlating with maintenance of milk expression and milk volume, lactation performance can be best enhanced with a multi-faceted intervention program, incorporating parental involvement in infant care, close awareness and management of maternal mental health, and encouragement for frequent milk expression and STS.

On regimen and longevity: comprising materia alimentaria, national dietetic usages, and the influence of civilization on health and the duration of life.

Mode of access: Internet.

The physiology of digestion considered with relation to the principles of dietetics.

Mode of access: Internet.

C. elegans germline-deficient mutants respond to pathogen infection using shared and distinct mechanisms.

Reproduction extracts a cost in resources that organisms are then unable to utilize to deal with a multitude of environmental stressors. In the nematode C. elegans, development of the germline shortens the lifespan of the animal and increases its susceptibility to microbial pathogens. Prior studies have demonstrated germline-deficient nematodes to have increased resistance to gram negative bacteria. We show that germline-deficient strains display increased resistance across a broad range of pathogens including gram positive and gram negative bacteria, and the fungal pathogen Cryptococcus neoformans. Furthermore, we show that the FOXO transcription factor DAF-16, which regulates longevity and immunity in C. elegans, appears to be crucial for maintaining longevity in both wild-type and germline-deficient backgrounds. Our studies indicate that germline-deficient mutants glp-1 and glp-4 respond to pathogen infection using common and different mechanisms that involve the activation of DAF-16.

Sleep in vitro : Erk pathway regulates sleep duration and sleep related genes

To date, for most biological and physiological phenomena, the scientific community has reach a consensus on their related function, except for sleep, which has an undetermined, albeit mystery, function. To further our understanding of sleep function(s), we first focused on the level of complexity at which sleep-like phenomenon can be observed. This lead to the development of an in vitro model. The second approach was to understand the molecular and cellular pathways regulating sleep and wakefulness, using both our in vitro and in vivo models. The third approach (ongoing) is to look across evolution when sleep or wakefulness appears. (1) To address the question as to whether sleep is a cellular property and how this is linked to the entire brain functioning, we developed a model of sleep in vitro by using dissociated primary cortical cultures. We aimed at simulating the major characteristics of sleep and wakefulness in vitro. We have shown that mature cortical cultures display a spontaneous electrical activity similar to sleep. When these cultures are stimulated by waking neurotransmitters, they show a tonic firing activity, similar to wakefulness, but return spontaneously to the "sleep-like" state 24h after stimulation. We have also shown that transcriptional, electrophysiological, and metabolic correlates of sleep and wakefulness can be reliably detected in dissociated cortical cultures. (2) To further understand at which molecular and cellular levels changes between sleep and wakefulness occur, we have used a pharmacological and systematic gene transcription approach in vitro and discovered a major role played by the Erk pathway. Indeed, pharmacological inhibition of this pathway in living animals decreased sleep by 2 hours per day and consolidated both sleep and wakefulness by reducing their fragmentation. (3) Finally, we tried to evaluate the presence of sleep in one of the most primitive species with a neural network. We set up Hydra as a model organism. We hypothesized that sleep as a cellular (neuronal) property may occur with the appearance of the most primitive nervous system. We were able to show that Hydra have periodic rest phases amounting to up to 5 hours per day. In conclusion, our work established an in vitro model to study sleep, discovered one of the major signaling pathways regulating vigilance states, and strongly suggests that sleep is a cellular property highly conserved at the molecular level during evolution. -- Jusqu'à ce jour, la communauté scientifique s'est mise d'accord sur la fonction d'une majorité des processus physiologiques, excepté pour le sommeil. En effet, la fonction du sommeil reste un mystère, et aucun consensus n'est atteint le concernant. Pour mieux comprendre la ou les fonctions du sommeil, (1) nous nous sommes d'abord concentré sur le niveau de complexité auquel un état ressemblant au sommeil peut être observé. Nous avons ainsi développé un modèle du sommeil in vitro, (2) nous avons disséqué les mécanismes moléculaires et cellulaires qui pourraient réguler le sommeil, (3) nous avons cherché à savoir si un état de sommeil peut être trouvé dans l'hydre, l'animal le plus primitif avec un système nerveux. (1) Pour répondre à la question de savoir à quel niveau de complexité apparaît un état de sommeil ou d'éveil, nous avons développé un modèle du sommeil, en utilisant des cellules dissociées de cortex. Nous avons essayé de reproduire les corrélats du sommeil et de l'éveil in vitro. Pour ce faire, nous avons développé des cultures qui montrent les signes électrophysiologiques du sommeil, puis quand stimulées chimiquement passent à un état proche de l'éveil et retournent dans un état de sommeil 24 heures après la stimulation. Notre modèle n'est pas parfait, mais nous avons montré que nous pouvions obtenir les corrélats électrophysiologiques, transcriptionnels et métaboliques du sommeil dans des cellules corticales dissociées. (2) Pour mieux comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire et cellulaire durant les différents états de vigilance, nous avons utilisé ce modèle in vitro pour disséquer les différentes voies de signalisation moléculaire. Nous avons donc bloqué pharmacologiquement les voies majeures. Nous avons mis en évidence la voie Erkl/2 qui joue un rôle majeur dans la régulation du sommeil et dans la transcription des gènes qui corrèlent avec le cycle veille-sommeil. En effet, l'inhibition pharmacologique de cette voie chez la souris diminue de 2 heures la quantité du sommeil journalier et consolide l'éveil et le sommeil en diminuant leur fragmentation. (3) Finalement, nous avons cherché la présence du sommeil chez l'Hydre. Pour cela, nous avons étudié le comportement de l'Hydre pendant 24-48h et montrons que des périodes d'inactivité, semblable au sommeil, sont présentes dans cette espèce primitive. L'ensemble de ces travaux indique que le sommeil est une propriété cellulaire, présent chez tout animal avec un système nerveux et régulé par une voie de signalisation phylogénétiquement conservée.

Validation of stress indicators for the assessment of animal welfare and prediction of pork meat quality variation at commercial level

Les procédures appliquées avant l’abattage des animaux influencent directement la qualité de la viande en modulant l’état physiologique des porcs; ainsi, l’augmentation de la température corporelle, les taux élevés de lactate sanguin et l’épuisement des réserves de glycogène entre autres, occasionnent la majorité des baisses de qualité. L’objectif de cette thèse était de valider des outils indicateurs de stress porcin pour les fermes et les abattoirs. Ceux-ci seraient appliqués à la surveillance du bien-être animal et à la prédiction de variation de qualité de la viande porcine au niveau commercial. Premierement, les résultats de la thèse ont permis de conclure qu’un des outils développés (analyseur portatif de lactate) mesure la variation du niveau de lactate sanguin associé à l’état physiologique des porcs dans la phase péri-mortem et aide à expliquer la variation de la qualité de la viande chez le porc à l’abattoir, en particulier dans les muscles du jambon. Deuxièmement, les résultats des audits du bien-être animal appliqués de la ferme à l’abattoir ont démontré que la qualité du système d’élevage à la ferme d’origine et les compétences du chauffeur de camion sont d’importants critères affectant la réponse comportementale des porcs à la manipulation avant l’abattage. Ces résultats ont également démontré que les conditions de logement à la ferme (la faible densité et l’enrichissement dans les enclos), le comportement des porcs en période pré-abattage (glissade), ainsi que les interventions du manipulateur (utilisation du bâton électrique) dans la zone d’étourdissement de l’abattoir affectent négativement la variation de la qualité de la viande. L’application des protocoles d’audits dans la filière porcine a également démontré que le respect des critères de bien-être animal fixés par un outil de vérification est primordiale et permet de contrôler les conditions de bien-être des porcs à chaque étape de la période pré-abattage, de produire une viande de qualité supérieure et de réduire les pertes. Les audits de bien-être animal sont donc un outil qui apporte des resultats très pertinents pour aider a éviter les variations de la qualité de la viande chez le porc. Troisièmement, la thermographie infrarouge s’est avéré être une technique prometteuse permettant d’évaluer la variation de température corporelle de l’animal pendant et après un stress physique, en particulier lorsque cette mesure est prise derrière les oreilles. En conclusion, les outils validés à travers cette thèse représentent des méthodologies non invasives et potentiellement complémentaires à d’autres approches d’évaluation de l’état physiologique et du bien-être animal par rapport au stress, permettant de réduire les pertes de qualité de viande (par exemple en utilisation conjointe avec le niveau de lactate sanguin et les indicateurs de stress comportemental, entre autres).

A control theoretic paradigm for cell signaling networks : a simple complexity for a sensitive robustness

The fields of molecular biology and cell biology are being flooded with complex genomic and proteomic datasets of large dimensions. We now recognize that each molecule in the cell and tissue can no longer be viewed as an isolated entity. Instead, each molecule must be considered as one member of an interacting network. Consequently, there is an urgent need for mathematical models to understand the behavior of cell signaling networks in health and in disease.

Food intake, growth and social interactions of signal crayfish, Pacifastacus leniusculus (Dana)

The knowledge about the optimal rearing conditions, such as water temperature and quality, photoperiod and density, with the understanding of animal nutritional requirements forms the basis of economically stable aquaculture for freshwater crayfish. However, the shift from a natural environment to effective culture conditions induces several changes, not only at the population level, but also at the individual level. The social contacts between conspecifics increase with increasing animal density. The competition for limited resources (e.g. food, shelter, mates) is more severe with the presence of agonistic behaviour and may lead to unequal distribution of these. The objectives of this study were to: 1) study the distribution of a common food resource between communally reared signal crayfish (Pacifastacus leniusculus) and to assign potential feeding hierarchy on the basis of individual food intake measurements, 2) explore the possibilities of size distribution manipulations to affect population dynamics and food intake to improve growth and survival in culture and 3) study the effect of food ration and spatial distribution on food intake and to explore the effect of temperature and food ration on growth and body composition of freshwater crayfish. The feeding ranks between animals were assigned with a new method for individual food intake measurement of communally reared crayfish. This technique has a high feasibility and a great potential to be applied in crayfish aquaculture studies. In this study, signal crayfish showed high size-related variability in food consumption both among individuals within a group (inter-individual) and within individual day-to-day variation (intra-individual). Increased competition for food led to an unequal distribution of this resource and this may be a reason for large growth differences between animals. The consumption was significantly higher when reared individually in comparison with communal housing. These results suggest that communally housed crayfish form a feeding hierarchy and that the animal size is the major factor controlling the position in this hierarchy. The optimisation of the social environment ( social conditions ) was evaluated in this study as a new approach to crayfish aquaculture. The results showed that the absence of conspecifics (individual rearing vs. communal housing) affects growth rate, food intake and the proportion of injured animals, whereas size variation between animals influences the number and duration of agonistic encounters. In addition, animal size had a strong influence on the fighting success of signal crayfish reared in a social milieu with a wide size variation of conspecifics. Larger individuals initiated and won most of the competitions, which suggests size-based social hierarchy of P. leniusculus. This is further supported by the fact that the length and weight gain of smaller animals increased after size grading, maybe because of a better access to the food resource due to diminished social pressure. However, the high dominance index was not based on size under conditions of limited size variation, e.g. those characteristic of restocked natural populations and aquaculture, indicating the important role of behaviour on social hierarchy.

Information processing without brains--the power of intercellular regulators in plants.

Plants exhibit different developmental strategies than animals; these are characterized by a tight linkage between environmental conditions and development. As plants have neither specialized sensory organs nor a nervous system, intercellular regulators are essential for their development. Recently, major advances have been made in understanding how intercellular regulation is achieved in plants on a molecular level. Plants use a variety of molecules for intercellular regulation: hormones are used as systemic signals that are interpreted at the individual-cell level; receptor peptide-ligand systems regulate local homeostasis; moving transcriptional regulators act in a switch-like manner over small and large distances. Together, these mechanisms coherently coordinate developmental decisions with resource allocation and growth.

British Society of Haematology, Slide Session presented at the Annual Scientific Meeting, Brighton 2009

P>Seven cases were discussed by an expert panel at the 2009 Annual Scientific Meeting of the British Society of Haematology. These cases are presented in a similar format to that adopted for the meeting. There was an initial discussion of the presenting morphology, generation of differential diagnoses and then, following display of further presenting and diagnostic information, each case was concluded with provision of a final diagnosis.

Starting slow: the effects of response-switching frequency on patterns of cardiovascular reactivity

Research findings suggest that switching between competing response sets can be resource demanding. The current study focused on concurrent health-relevant physiological effects of task switching by assessing cardiovascular response at varying levels of switch frequency. The participants performed a response-switching task at three different levels of response set switching frequency (low, medium and high) while measurements of blood pressure and heart rate were taken. One group was exposed to response-switching frequency conditions in the order low → medium → high, while the other group was exposed to the same task conditions in the reverse order (i.e. high → medium → low). The results showed that the participants in the low → medium → high switch frequency group recovered faster from initially heightened systolic blood pressure when compared with participants in the high → medium → low group. It is concluded that the results point to a physiological "carry over" effect associated with beginning a task at rapid response switching frequency levels, and suggest the importance of habituation to task demands as a means of offsetting potentially unhealthy levels of reactivity. Implications for modern work environments are discussed.

Cardiovascular response to beta-adrenergic blockade or activation in 23 inbred mouse strains.

We report the characterisation of 27 cardiovascular-related traits in 23 inbred mouse strains. Mice were phenotyped either in response to chronic administration of a single dose of the beta-adrenergic receptor blocker atenolol or under a low and a high dose of the beta-agonist isoproterenol and compared to baseline condition. The robustness of our data is supported by high trait heritabilities (typically H(2)>0.7) and significant correlations of trait values measured in baseline condition with independent multistrain datasets of the Mouse Phenome Database. We then focused on the drug-, dose-, and strain-specific responses to beta-stimulation and beta-blockade of a selection of traits including heart rate, systolic blood pressure, cardiac weight indices, ECG parameters and body weight. Because of the wealth of data accumulated, we applied integrative analyses such as comprehensive bi-clustering to investigate the structure of the response across the different phenotypes, strains and experimental conditions. Information extracted from these analyses is discussed in terms of novelty and biological implications. For example, we observe that traits related to ventricular weight in most strains respond only to the high dose of isoproterenol, while heart rate and atrial weight are already affected by the low dose. Finally, we observe little concordance between strain similarity based on the phenotypes and genotypic relatedness computed from genomic SNP profiles. This indicates that cardiovascular phenotypes are unlikely to segregate according to global phylogeny, but rather be governed by smaller, local differences in the genetic architecture of the various strains.

Régulation transcriptionelle du développement de l'hypothalamus chez l'amphibien

Le noyau paraventriculaire (PVN) de l'hypothalamus régule une série de phénomènes physiologiques incluant l'équilibre énergétique et la pression artérielle. Nous avons identifié une cascade de facteurs de transcription qui contrôle le développement du PVN. SIM1 et OTP agissent en parallèle pour contrôler la différenciation d'au moins cinq types de neurones identifiables par la production d'OT, AVP, CRH, SS et TRH. Ces Facteurs de transcriptions contrôlent le développement des lignées CRH, AVP et OT en maintenant l'expression de Brn2 qui à son tour est nécessaire pour la différenciation terminale de ces neurones. L'analyse du transcriptome du PVN nous a permis d'identifier plusieurs gènes qui ont le potentiel de contrôler le développement du PVN. Nous voulons développer un paradigme de perte de fonction qui permettrait l'étude de ces gènes candidats sur une grande échelle. Le but de ce projet est de caractériser le PVN en développement de l'amphibien en vue de l'utilisation de ce modèle pour des études fonctionnelles. Nous avons cloné des fragments de cDNA de Sim1, OTP, Brn2, Sim2, CRH, Ot, AVP et TRH à partir de l'ARN total de Xenopus Laevis. Nous avons adapté notre technique d'hybridation in situ pour caractériser l'expression de ces gènes chez l'amphibien aux stades 33-39, 44, 51, 54, 60, et chez l'adulte. Résultats. Les Facteurs de transcription Sim1, OTP, et Brn2 commencent à être exprimés dans le PVN prospectif au stade 33. L'expression des marqueurs de différenciation terminale devient détectable entre les stades 37 et 39. De façon intéressante, le PVN occupe initialement un domaine de forme globulaire puis à partir du stade 44 s'allonge le long de l’axe dorso-ventral. Cet allongement se traduit par une organisation en colonnes des cellules du PVN que nous n'avons pas observée chez les rongeurs. Le développement du PVN est conservé chez l'amphibien dans la mesure où la relation entre l'expression des facteurs de transcription et des marqueurs de différenciation terminale est conservée. Il existe par ailleurs des différences entre la topographie des PVN des mammifères et de l'amphibien. L'organisation en colonnes de cellules pourrait correspondre à des mouvements de migration tangentielle. Nous sommes maintenant en mesure de tester la fonction des facteurs de transcription dans le PVN par l'approche d'invalidation par morpholinos.

Prevalencia de síntomas osteomusculares en miembros superiores y los probables factores de riesgo asociados en los estudiantes de musica en una institución universitaria de Bogotá,Colombia, 2013

Los músicos por su práctica instrumental tienen una alta demanda de desempeño físico, especialmente de los miembros superiores y están expuestos a varios factores de riesgo biomecánico que pueden resultar en problemas de salud. Objetivo: determinar la prevalencia de sintomatología osteomuscular de miembros superiores y los probables factores de riesgo asociados, en los estudiantes expuestos a la actividad musical durante el segundo semestre del año 2013 en una institución universitaria de Bogotá, Colombia. Método: se realizó un estudio descriptivo de corte trasversal en 134 estudiantes de todos los semestres de música en una institución universitaria. Se aplicó el Cuestionario nórdico estandarizado para análisis de síntomas músculo esqueléticos y una encuesta ad hoc que contemplaba aspectos sociodemográficos y antecedentes académicos, patológicos, factores de exposición y hábitos. Resultados: Las prevalencias generales encontradas en el estudio, son similares a las que refieren algunos estudios revisados que contemplan ciertas variables afines a las que se estudiaron. La prevalencia de síntomas osteomusculares cervico-braquial fue de 77.9%. La prevalencia de molestias en cuello fue mayor en las mujeres (64.3%) que en los hombres (37.4%) (OR=3.02, IC 95%=1.26, 7.18). La prevalencia de síntomas en manos/muñecas que le impidió hacer su trabajo en los últimos 12 meses fue mayor en los estudiantes que refirieron alguna enfermedad (29.4%) que en los que no la manifestaron (10.2%), (OR=3.69, IC 95%=1.34, 10.19). La prevalencia de molestias en cuello que les impidió hacer su trabajo en los últimos 12 meses fue mayor en los estudiantes que practicaron algún pasatiempo con sus brazos (10.4%) versus los que no lo practicaron, cuya frecuencia fue 0.0%. Los instrumentos musicales de mayor práctica fueron cuerda y percusión y se asociaron a prevalencia de síntomas osteomusculares cérvico-braquiales con una distribución por segmentos similar. Los tiempos de práctica semanales y la antigüedad en la práctica, conduce a síntomas cervico-braquiales. Conclusiones: Este estudio coincide con la distribución de las prevalencias encontradas en poblaciones de estudiantes de música revisadas, con respecto a la sintomatología, a los segmentos cervico-braquiales de mayor afectación, a la significancia del género femenino con respecto al masculino, al tipo de instrumentos y a los tiempos de práctica entre otros. Esto plantea la necesidad de educar a nuestros músicos en la detección temprana de síntomas desde su formación de pregrado o quizás mucho antes.

Cardiorespiratory fitness, but not central obesity or C-reactive protein, is related to liver function in obese children

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is one of the most frequent complications associated with excess adiposity. Its pathogenesis is complex and there are multiple factors that may contribute to it. AIM: To analyze whether cardiorespiratory ftness (CRF), waist circumference (WC), and C-reactive protein (CRP) are associated with alanine aminotransferase (ALT) in children with obesity. METHODS: 79 overweight/obese children of both genders, 11-13 year-olds, with abnormal serum ALT from Porto public schools comprised the sample. Measurements included CRF (20-m Shuttle Run Test), WC (NHANES protocol), CRP and ALT (Cholestech LDX analyzer). Logistic regression adjusted for gender, maturation, and weight with ALT levels as dependent variable (risk vs. non risk), and WC (risk vs. non risk), CRP (risk vs. non risk), and CRF (fit vs. unfit) as independent variables. Level of significance was set at 95%. RESULTS: Logistic regression showed that obese fit children were less likely to have abnormal ALT values (OR=.031) CONCLUSION: In obese children, higher cardiovascular fitness appears to reduce the chance of decreased liver function. © 2013 Human Kinetics, Inc.