Predicting future distributions of mountain plants under climate change: does dispersal capacity matter?

Many studies have investigated the impacts that climate change could potentially have on the distribution of plant species, but few have attempted to constrain projections through plant dispersal limitations. Instead, most studies published so far have been using the simplification of considering dispersal as either unlimited or null. However, depending on a species' dispersal capacity, landscape fragmentation, and the rate of climatic change, these assumptions can lead to serious over- or underestimation of a species' future distribution. To quantify the discrepancies between unlimited, realistic, and no dispersal scenarios, we carried out projections of future distribution over the 21st century for 287 mountain plant species in a study area of the Western Swiss Alps. For each species, simulations were run for four dispersal scenarios (unlimited dispersal, no dispersal, realistic dispersal and realistic dispersal with long-distance dispersal events) and under four climate change scenarios. Although simulations accounting for realistic dispersal limitations did significantly differ from those considering dispersal as unlimited or null in terms of projected future distribution, using the unlimited dispersal simplification nevertheless provided good approximations for species extinctions under more moderate climate change scenarios. Overall, simulations accounting for dispersal limitations produced, for our mountainous study area, results that were significantly closer to unlimited dispersal than to no dispersal. Finally, analyzing the temporal pattern of species extinctions over the entire 21st century showed that, due to the possibility of a large number of species shifting their distribution to higher elevation, important species extinctions for our study area might not occur before the 2080-2100 time periods.

Freeway Work Zone Lane Capacity, TPF-5(081), 2009

The focus of this report is a capacity analysis of two long-term urban freeway Work Zones. Work Zone #1 tapered four mainline lanes to two, using two separate tapers; Work Zone #2 tapered two mainline lanes to one. Work Zone throughput was analyzed throughout the day over multiple days and traffic operations conditions were analyzed up to a distance of five miles upstream of the Work Zone entrance. Historical data from pavement-embedded detectors were used to analyze traffic conditions. The database consisted of five-minute volume, speed and occupancy data collected from 78 detectors for a total of 50 days. Congestion during each analyzed Work Zone existed for more than fourteen hours each day; Work Zone impacts adversely affected freeway operations over distances of 3.7 to 4.2 miles. Speed and occupancy conditions further upstream were, however, not affected, or even improved due to significant trip diversion. Work Zone capacity was defined based on the maximum traffic flows observed over a one-hour period; throughput values were also compiled over longer periods of time when traffic was within 90% of the maximum observed one-hour flows, as well as over the multi-hour mid-day period. The Highway Capacity Manual freeway capacity definition based on the maximum observed 15-min period was not used, since it would have no practical application in estimating Work Zone throughput when congested conditions prevail for the majority of the hours of the day. Certain noteworthy changes took place for the duration of the analyzed Work Zones: per-lane throughput dropped; morning peak periods started earlier, evening peak periods ended later and lasted longer; mid-day volumes dropped accompanied by the highest occupancies of the day. Trip diversion was evident in lower volumes entering the analyzed freeway corridor, higher volumes using off-ramps and lower volumes using onramps upstream of the Work Zones. The majority of diverted traffic comprised smaller vehicles (vehicles up to 21 feet in length); combination truck volumes increased and their use of the median lane increased, contrary to smaller vehicles that shifted toward a heavier use of the shoulder lane.

Missouri Work Zone Capacity: Results of Field Data Analysis, TPF-5(081), 2011

This report presents the results of work zone field data analyzed on interstate highways in Missouri to determine the mean breakdown and queue-discharge flow rates as measures of capacity. Several days of traffic data collected at a work zone near Pacific, Missouri with a speed limit of 50 mph were analyzed in both the eastbound and westbound directions. As a result, a total of eleven breakdown events were identified using average speed profiles. The traffic flows prior to and after the onset of congestion were studied. Breakdown flow rates ranged between 1194 to 1404 vphpl, with an average of 1295 vphpl, and a mean queue discharge rate of 1072 vphpl was determined. Mean queue discharge, as used by the Highway Capacity Manual 2000 (HCM), in terms of pcphpl was found to be 1199, well below the HCM’s average capacity of 1600 pcphpl. This reduced capacity found at the site is attributable mainly to narrower lane width and higher percentage of heavy vehicles, around 25%, in the traffic stream. The difference found between mean breakdown flow (1295 vphpl) and queue-discharge flow (1072 vphpl) has been observed widely, and is due to reduced traffic flow once traffic breaks down and queues start to form. The Missouri DOT currently uses a spreadsheet for work zone planning applications that assumes the same values of breakdown and mean queue discharge flow rates. This study proposes that breakdown flow rates should be used to forecast the onset of congestion, whereas mean queue discharge flow rates should be used to estimate delays under congested conditions. Hence, it is recommended that the spreadsheet be refined accordingly.

Projections de l'utilisation des lits dans le canton de Vaud : hôpitaux de zone, 1990-2010

La projection utilise toujours le programme de simulation SIMULIT, dans sa treizième version. (...) Seule l'évolution démographique a été considérée dans les projections du nombre de lits: aucune des autres variables susceptibles de changer dans le futur n'a été prise en compte, ni celle en relation avec l'activité hospitalière elle-même (modification des taux d'hospitalisation, des durées de séjour, etc.), ni celles concernant l'état de santé de la population (modification de l'incidence ou de la prévalence des maladies). En d'autres termes, cette projection montre l'effet de l'évolution démographique sur l'activité hospitalière, si les caractéristiques de cette activité devaient rester celles observées dans les années 80. Il ne s'agit donc pas d'une prévision. [Auteurs, p. 1]

Projections de l'utilisation des lits dans le canton de Vaud : CHUV, 1990-2010

Il faut insister sur le sens et les limites des résultats présentés ici. Seule l'évolution démographique a été considérée dans les projections du nombre de lits: aucune des autres variables susceptibles de changer dans le futur n'a été prise en compte, ni celles en relation avec l'activité hospitalière elle-même (modification des taux d'hospitalisation, des durées de séjour, etc.), ni celles concernant l'état de santé de la population (modification de l'incidence ou de la prévalence des maladies). En d'autres termes, cette projection montre l'effet de l'évolution démographique sur l'activité hospitalière, si les caractéristiques de cette activité devaient rester celles observées dans les années 80. Il ne s'agit donc pas d'une prévision. Le nombre de lits projetés constitue une sorte de référence, qui peut faciliter l'élaboration de scénarios sanitaires, ceux par exemple destinés à modifier l'effectif des lits hospitaliers. [Auteurs, p. 1]

Biomarkers of oxidative stress and its association with the urinary reducing capacity in bus maintenance workers.

BACKGROUND: Exposure to particles (PM) induces adverse health effects (cancer, cardiovascular and pulmonary diseases). A key-role in these adverse effects seems to be played by oxidative stress, which is an excess of reactive oxygen species relative to the amount of reducing species (including antioxidants), the first line of defense against reactive oxygen species. The aim of this study was to document the oxidative stress caused by exposure to respirable particles in vivo, and to test whether exposed workers presented changes in their urinary levels for reducing species.METHODS: Bus depot workers (n = 32) exposed to particles and pollutants (respirable PM4, organic and elemental carbon, particulate metal content, polycyclic aromatic hydrocarbons, NOx, O3) were surveyed over two consecutive days. We collected urine samples before and after each shift, and quantified an oxidative stress biomarker (8-hydroxy-2'-deoxyguanosine), the reducing capacity and a biomarker of PAH exposure (1-hydroxypyrene). We used a linear mixed model to test for associations between the oxidative stress status of the workers and their particle exposure as well as with their urinary level of reducing species.RESULTS: Workers were exposed to low levels of respirable PM4 (range 25-71 μg/m3). However, urinary levels of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine increased significantly within each shift and between both days for non-smokers. The between-day increase was significantly correlated (p < 0.001) with the concentrations of organic carbon, NOx, and the particulate copper content. The within-shift increase in 8OHdG was highly correlated to an increase of the urinary reducing capacity (Spearman ρ = 0.59, p < 0.0001).CONCLUSIONS: These findings confirm that exposure to components associated to respirable particulate matter causes a systemic oxidative stress, as measured with the urinary 8OHdG. The strong association observed between urinary 8OHdG with the reducing capacity is suggestive of protective or other mechanisms, including circadian effects. Additional investigations should be performed to understand these observations.

Different antigen-presenting cells differ in their capacity to induce lymphokine production and proliferation of an apo-cytochrome c-specific T cell clone.

The activation of an apo-cytochrome c-specific T cell clone was found to differ, depending on the antigen-presenting cell population. Whereas total syngeneic spleen cells and bone marrow macrophages could be shown to trigger proliferation, IL 2, and MAF production by the T cell clone, a B cell lymphoma only induced MAF secretion. Further studies demonstrated that this effect was not due to a different antigen processing by the B lymphoma or to limiting amounts of Ia and antigen molecules on the B lymphoma cell surface. The dissociation of induction of MAF production from IL-2 production/proliferation found with the different antigen-presenting cells indicates strongly that molecules other than Ia and antigen may be required for the complete functional activation of antigen-specific T cell clones.

Hygiène des mains et utilisation de protection respiratoire : attention aux risques de contamination microbiologique imprévue!

Une mauvaise hygiène des mains peut représenter une perte économique importante pour les industries alimentaires ou les industries pharmaceutiques et constitue un gros problème de santé publique dans les établissements de soins. En effet, le risque de transmission manuportée de pathogènes d'un patient à l'autre via le personnel soignant est un problème récurrent dans tous les hôpitaux. C'est pourquoi, une hygiène irréprochable des mains du personnel soignant est une composante fondamentale de lutte contre les infections nosocomiales. En comparaison avec les autres techniques de séchage des mains, l'utilisation d'une serviette en papier à usage unique semble être la méthode la plus efficace pour éliminer les bactéries. En effet, les autres méthodes de séchage, utilisant des appareils à air chaud ou froid, peuvent générer un air contaminé ou remettre en suspension les germes restés sur la peau, facilitant ainsi leur dispersion et leur inhalation. C'est pourquoi, l'OMS a émis des recommandations déconseillant les sèche-mains électriques en milieu hospitalier au profit des serviettes en papiers. Cependant, ces serviettes à usage unique ne sont pas stériles et peuvent elles-mêmes déposer des germes, généralement non pathogènes, sur les mains lors du séchage. Le but du premier article analysé est d'évaluer le niveau de contamination de ces serviettes, ainsi que la possibilité de dépôt de ces bactéries présentes sur les serviettes, sur les mains. À côté du risque de propagation de pathogènes par contact direct, la contamination microbiologique par voie aérienne via les aérosols existe aussi. Pour éviter d'être contaminé par des personnes excrétrices de micro-organismes transmissibles par aérosols (tuberculose, grippe, grippe aviaire SRAS...), il faut porter des protections respiratoires de type FFP2 (1) (norme européenne équivalente à la norme anglosaxonne N95). Ces protections respiratoires ou masques filtrants (en formes de bec de canard) peuvent être portées théoriquement pendant 4 heures. Le but de l'étude du second article est d'évaluer le risque de remise en suspension dans l'air de particules virales présentes sur la face extérieure d'un masque de protection respiratoire lors de simulation d'épisodes de toux provenant du porteur de cette protection.

Clinical proteomics : a focus on transformed human T and B lymphocytes

Résumé large public La protéomique clinique est une discipline qui vise l'étude des protéines dans un but diagnostique ou thérapeutique. Nous avons utilisé cette approche pour étudier les lymphocytes T «tueurs » ou cytotoxiques qui font partie des globules blancs du système sanguin et agissent dans la lutte contre les infections et les tumeurs. Ces cellules sont impliquées dans l'immunothérapie cellulaire qui se fonde sur la capacité naturelle des ces lymphocytes à repérer les cellules tumorales et à les détruire. L'introduction du gène de la télomérase dans les lymphocytes T résulte en une prolongation de leur longévité, ce qui en ferait des candidats intéressants pour l'immunothérapie cellulaire. Il subsiste cependant des doutes quant aux conséquences de l'utilisation de ces lymphocytes «immortalisés ». Pour répondre à cette question, nous avons comparé le profile protéique de lymphocytes T cytotoxiques «jeunes » et vieux » avec celui des lymphocytes «immortalisés ». Nous avons trouvé que ces derniers présentent une double face et partagent à la fois les caractéristiques de la jeunesse et de la vieillesse. Dans une seconde étude de protéomique clinique, nous nous sommes penchés sur les lymphocytes B «immortalisés » cette fois-ci non pas avec la télomérase, mais avec le virus d'Epstein-Barr. Ces derniers sont utilisés comme modèle dans l'étude de la leucodystrophie, une maladie génétique rare qui affecte le cerveau. Notre but est d'identifier des marqueurs biologiques potentiels qui pourraient aider le diagnostic et le traitement de cette maladie neurodégénérative. Nous avons pour ce faire comparé les profiles protéiques des lymphocytes B «immortalisés » provenant d'individus sains et malades. Malheureusement, notre analyse n'a pas révélé de différences notoires entre ces deux classes de lymphocytes. Ceci nous permet toutefois de conclure que la maladie n'affecte pas la synthèse des protéines de manière prépondérante dans ces cellules sanguines. En résumé, le travail présenté dans cette thèse montre à la fois le potentiel et les limites de l'analyse des protéines lymphocytaires, dans différentes situations biologiques. Résumé La protéomique clinique ouvre la porte vers de multiples horizons relatifs au traitement de diverses maladies. Ce domaine particulier alliant la protéomique à la médecine, implique l'intervention de la biologie moléculaire et cellulaire. Dans notre étude, nous nous sommes d'abord intéressés aux lymphocytes T CD8+ cytotoxiques dans le contexte de l'immunothérapie adoptive. Le fondement de cette thérapie repose sur la capacité naturelle de ces lymphocytes à reconnaître les cellules tumorales et à les détruire chez les patients atteints de cancer. L'introduction du gène de la transcriptase réverse de la télomérase (hTERT) dans les lymphocytes T humains permet de rallonger leur durée de vie, sans toutefois induire d'altérations liées à la transformation. Cependant, des incertitudes subsistent quant à la ressemblance physiologique et biochimique entre ces cellules surexprirnant la télomérase et les cellules normales. Afin de répondre à cette question, nous avons comparé l'expression des protéines de lymphocytes humains T CD8+ «jeunes » et «vieux »avec celle de lymphocytes transduits avec hTERT. Nous avons trouvé que les lymphocytes T surexprimant la télomérase ont un profile protéique intermédiaire, avec certaines expressions protéiques similaires aux jeunes cellules T et d'autres se rapprochant des cellules vieilles. Dans la seconde partie de notre étude, nous nous sommes intéressés aux lymphocytes B transformés avec le virus d'Epstein-Barr provenant de patients atteints d'une maladie génétique rare du cerveau, la leucodystrophie. Dans cette maladie, des mutations dans le facteur de transcription eIF2B, impliqué dans la synthèse protéique, ont été trouvées. Afin d'analyser les conséquences de ces mutations et de trouver des biomarqueurs spécifiques à cette maladie, nous avons effectué une analyse protéomique des lymphoblastes provenant de malades et d'individus sains. Nous avons trouvé que les mutations dans le complexe ubiquitaire eIF2B n'affectent pas de manière significative l'expression des protéines des lymphoblastes mutés. En conclusion, notre travail illustre le potentiel et les limitations des technologies protéomiques utilisées pour disséquer l'implication des protéines dans différentes situations biologiques. Summary Clinical proteomics opens the door to multiple applications related to the treatment of diseases. This particular field is at the crossroad of proteomics and medicine and involves tools from cellular and molecular biology. We focused first our investigations on cytotoxic T cells in the context of adoptive immunotherapy, which is an interesting and evolving field. The basis of this therapy relies on the natural capacity of cytotoxic CD8+ T lymphocytes in recognizing tumor cells and destroying them in cancer patients. As their number is reduced, the idea would be to use transformed T lymphocytes with extended life span. Overexpression of telomerase into human T lymphocytes results in the extension of their replicative life span, but it still remains unclear whether these cells are physiologically indistinguishable from normal ones. To address this question, we compared the proteome of young and aged CD8+ T lymphocytes with that of T cells transduced with hTERT and found that the latter cells displayed an intermediate protein pattern, sharing similar protein expression with young, but also with aged T cells. We were then interested in studying Epstein-Barr virus transformed B lymphocytes in the context of a rare human brain genetic disorder called leukodystrophy. In this disease, mutations in the ubiquitous factor eIF2B involved in protein synthesis and its regulation have been reported. In order to analyze the functional consequences of the mutations and to find out specific biomarkers of eIF2B-related disorders, proteomic and peptidomic studies were carried out on lymphoblasts from eIF2Bmutated patients versus healthy patients. Following two-dimensional gel electrophoresis and mass fingerprints, mutations in the eIF2B complex did not appear to significantly affect the proteome of the mutated lymphoblasts extracts. To conclude, our work emphasizes the potentials and the limitations of the proteomic technologies used to analyze the role of lymphocyte proteins in different biological situations.

Glycogen storage capacity and de novo lipogenesis during massive carbohydrate overfeeding in man.

The metabolic balance method was performed on three men to investigate the fate of large excesses of carbohydrate. Glycogen stores, which were first depleted by diet (3 d, 8.35 +/- 0.27 MJ [1994 +/- 65 kcal] decreasing to 5.70 +/- 1.03 MJ [1361 +/- 247 kcal], 15% protein, 75% fat, 10% carbohydrate) and exercise, were repleted during 7 d carbohydrate overfeeding (11% protein, 3% fat, and 86% carbohydrate) providing 15.25 +/- 1.10 MJ (3642 +/- 263 kcal) on the first day, increasing progressively to 20.64 +/- 1.30 MJ (4930 +/- 311 kcal) on the last day of overfeeding. Glycogen depletion was again accomplished with 2 d of carbohydrate restriction (2.52 MJ/d [602 kcal/d], 85% protein, and 15% fat). Glycogen storage capacity in man is approximately 15 g/kg body weight and can accommodate a gain of approximately 500 g before net lipid synthesis contributes to increasing body fat mass. When the glycogen stores are saturated, massive intakes of carbohydrate are disposed of by high carbohydrate-oxidation rates and substantial de novo lipid synthesis (150 g lipid/d using approximately 475 g CHO/d) without postabsorptive hyperglycemia.