Function of the immunoregulatory CD4-CD8- T cells in the context of autoimmune diabetes

La tolérance immunitaire dépend de la distinction entre le soi et le non soi par le système immunitaire. Un bris dans la tolérance immunitaire mène à l'auto-immunité, qui peut provoquer la destruction des organes, des glandes, des articulations ou du système nerveux central. Le diabète auto-immun, également connu sous le nom diabète juvénile et diabète de type 1, résulte d'une attaque auto-immune sur les cellules β pancréatiques sécrétrices d’insuline, localisées au niveau des îlots de Langerhans du pancréas. Bien que le diabète auto-immun soit traitable par une combinaison d’injections quotidiennes d’insuline d’origine exogène, de régime et d'exercices, beaucoup de complications chroniques peuvent se manifester chez les patients, y compris, mais non limitées à, la cécité, les maladies cardiovasculaires, l’insuffisance rénale et l'amputation. En raison des nombreuses complications liées au diabète auto-immun à long terme, la recherche continue afin de mieux comprendre tous les facteurs impliqués dans la progression de la maladie dans le but de développer de nouvelles thérapies qui empêcheront, renverseront et/ou traiteront cette maladie. Un rôle primordial dans la génération et l'entretien de la tolérance immunitaire a été attribué au nombre et à la fonction des sous-populations de cellules régulatrices. Une de ces populations est constituée de cellules T CD4-CD8- (double négatives, DN), qui ont été étudiées chez la souris et l'humain pour leur contribution à la tolérance périphérique, à la prévention des maladies et pour leur potentiel associé à la thérapie cellulaire. En effet, les cellules de T DN sont d'intérêt thérapeutique parce qu'elles montrent un potentiel immunorégulateur antigène-spécifique dans divers cadres expérimentaux, y compris la prévention du diabète auto-immun. D’ailleurs, en utilisant un système transgénique, nous avons démontré que les souris prédisposées au diabète auto-immun présentent peu de cellules T DN, et que ce phénotype contribue à la susceptibilité au diabète auto-immun. En outre, un transfert des cellules T DN est suffisant pour empêcher la progression vers le diabète chez les souris prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats suggèrent que les cellules T DN puissent présenter un intérêt thérapeutique pour les patients diabétiques. Cependant, nous devons d'abord valider ces résultats en utilisant un modèle non-transgénique, qui est plus physiologiquement comparable à l'humain. L'objectif principal de cette thèse est de définir la fonction immunorégulatrice des cellules T DN, ainsi que le potentiel thérapeutique de celles-ci dans la prévention du diabète auto-immun chez un modèle non-transgénique. Dans cette thèse, on démontre que les souris résistantes au diabète auto-immun présentent une proportion et nombre absolu plus élevés de cellules T DN non-transgéniques, lorsque comparées aux souris susceptibles. Cela confirme une association entre le faible nombre de cellules T DN et la susceptibilité à la maladie. On observe que les cellules T DN éliminent les cellules B activées in vitro par une voie dépendante de la voie perforine et granzyme, où la fonction des cellules T DN est équivalente entre les souris résistantes et prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats confirment que l'association au diabète auto-immun est due à une insuffisance en terme du nombre de cellules T DN, plutôt qu’à une déficience fonctionnelle. On démontre que les cellules T DN non-transgéniques éliminent des cellules B chargées avec des antigènes d'îlots, mais pas des cellules B chargées avec un antigène non reconnu, in vitro. Par ailleurs, on établit que le transfert des cellules T DN activées peut empêcher le développement du diabète auto-immun dans un modèle de souris non-transgénique. De plus, nous observons que les cellules T DN migrent aux îlots pancréatiques, et subissent une activation et une prolifération préférentielles au niveau des ganglions pancréatiques. D'ailleurs, le transfert des cellules T DN entraîne une diminution d'auto-anticorps spécifiques de l'insuline et de cellules B de centres germinatifs directement dans les îlots, ce qui corrèle avec les résultats décrits ci-dessus. Les résultats présentés dans cette thèse permettent de démontrer la fonction des cellules T DN in vitro et in vivo, ainsi que leur potentiel lié à la thérapie cellulaire pour le diabète auto-immun.

Analysis of the esophagogastric junction using the 3D high resolution manometry

Contexte & Objectifs : La manométrie perfusée conventionnelle et la manométrie haute résolution (HRM) ont permis le développement d’une variété de paramètres pour mieux comprendre la motilité de l'œsophage et quantifier les caractéristiques de la jonction œsophago-gastrique (JOG). Cependant, l'anatomie de la JOG est complexe et les enregistrements de manométrie détectent à la fois la pression des structures intrinsèques et des structures extrinsèques à l'œsophage. Ces différents composants ont des rôles distincts au niveau de la JOG. Les pressions dominantes ainsi détectées au niveau de la JOG sont attribuables au sphincter œsophagien inférieur (SOI) et aux piliers du diaphragme (CD), mais aucune des technologies manométriques actuelles n’est capable de distinguer ces différents composants de la JOG. Lorsqu’on analyse les caractéristiques de la JOG au repos, celle ci se comporte avant tout comme une barrière antireflux. Les paramètres manométriques les plus couramment utilisés dans ce but sont la longueur de la JOG et le point d’inversion respiratoire (RIP), défini comme le lieu où le pic de la courbe de pression inspiratoire change de positif (dans l’abdomen) à négatif (dans le thorax), lors de la classique manœuvre de « pull-through ». Cependant, l'importance de ces mesures reste marginale comme en témoigne une récente prise de position de l’American Gastroenterology Association Institute (AGAI) (1) qui concluait que « le rôle actuel de la manométrie dans le reflux gastro-œsophagien (RGO) est d'exclure les troubles moteurs comme cause des symptômes présentés par la patient ». Lors de la déglutition, la mesure objective de la relaxation de la JOG est la pression de relaxation intégrée (IRP), qui permet de faire la distinction entre une relaxation normale et une relaxation anormale de la JOG. Toutefois, puisque la HRM utilise des pressions moyennes à chaque niveau de capteurs, certaines études de manométrie laissent suggérer qu’il existe une zone de haute pression persistante au niveau de la JOG même si un transit est mis en évidence en vidéofluoroscopie. Récemment, la manométrie haute résolution « 3D » (3D-HRM) a été développée (Given Imaging, Duluth, GA) avec le potentiel de simplifier l'évaluation de la morphologie et de la physiologie de la JOG. Le segment « 3D » de ce cathéter de HRM permet l'enregistrement de la pression à la fois de façon axiale et radiale tout en maintenant une position fixe de la sonde, et évitant ainsi la manœuvre de « pull-through ». Par conséquent, la 3D-HRM devrait permettre la mesure de paramètres importants de la JOG tels que sa longueur et le RIP. Les données extraites de l'enregistrement fait par 3D-HRM permettraient également de différencier les signaux de pression attribuables au SOI des éléments qui l’entourent. De plus, l’enregistrement des pressions de façon radiaire permettrait d’enregistrer la pression minimale de chaque niveau de capteurs et devrait corriger cette zone de haute pression parfois persistante lors la déglutition. Ainsi, les objectifs de ce travail étaient: 1) de décrire la morphologie de la JOG au repos en tant que barrière antireflux, en comparant les mesures effectuées avec la 3D-HRM en temps réel, par rapport à celle simulées lors d’une manœuvre de « pull-through » et de déterminer quelles sont les signatures des pressions attribuables au SOI et au diaphragme; 2) d’évaluer la relaxation de la JOG pendant la déglutition en testant l'hypothèse selon laquelle la 3D-HRM permet le développement d’un nouveau paradigme (appelé « 3D eSleeve ») pour le calcul de l’IRP, fondé sur l’utilisation de la pression radiale minimale à chaque niveau de capteur de pression le long de la JOG. Ce nouveau paradigme sera comparé à une étude de transit en vidéofluoroscopie pour évaluer le gradient de pression à travers la JOG. Méthodes : Nous avons utilisé un cathéter 3D-HRM, qui incorpore un segment dit « 3D » de 9 cm au sein d’un cathéter HRM par ailleurs standard. Le segment 3D est composé de 12 niveaux (espacés de 7.5mm) de 8 capteurs de pression disposés radialement, soit un total de 96 capteurs. Neuf volontaires ont été étudiés au repos, où des enregistrements ont été effectués en temps réel et pendant une manœuvre de « pull-through » du segment 3D (mobilisation successive du cathéter de 5 mm, pour que le segment 3D se déplace le long de la JOG). Les mesures de la longueur du SOI et la détermination du RIP ont été réalisées. La longueur de la JOG a été mesurée lors du « pull-through » en utilisant 4 capteurs du segment 3D dispersés radialement et les marges de la JOG ont été définies par une augmentation de la pression de 2 mmHg par rapport à la pression gastrique ou de l’œsophage. Pour le calcul en temps réel, les limites distale et proximale de la JOG ont été définies par une augmentation de pression circonférentielle de 2 mmHg par rapport à la pression de l'estomac. Le RIP a été déterminée, A) dans le mode de tracé conventionnel avec la méthode du « pull-through » [le RIP est la valeur moyenne de 4 mesures] et B) en position fixe, dans le mode de représentation topographique de la pression de l’œsophage, en utilisant l’outil logiciel pour déterminer le point d'inversion de la pression (PIP). Pour l'étude de la relaxation de la JOG lors de la déglutition, 25 volontaires ont été étudiés et ont subi 3 études de manométrie (10 déglutitions de 5ml d’eau) en position couchée avec un cathéter HRM standard et un cathéter 3D-HRM. Avec la 3D-HRM, l’analyse a été effectuée une fois avec le segment 3D et une fois avec une partie non 3D du cathéter (capteurs standard de HRM). Ainsi, pour chaque individu, l'IRP a été calculée de quatre façons: 1) avec la méthode conventionnelle en utilisant le cathéter HRM standard, 2) avec la méthode conventionnelle en utilisant le segment standard du cathéter 3D-HRM, 3) avec la méthode conventionnelle en utilisant le segment « 3D » du cathéter 3D-HRM, et 4) avec le nouveau paradigme (3D eSleeve) qui recueille la pression minimale de chaque niveau de capteurs (segment 3D). Quatorze autres sujets ont subi une vidéofluoroscopie simultanée à l’étude de manométrie avec le cathéter 3D-HRM. Les données de pression ont été exportés vers MATLAB ™ et quatre pressions ont été mesurées simultanément : 1) la pression du corps de l’œsophage, 2cm au-dessus de la JOG, 2) la pression intragastrique, 3) la pression radiale moyenne de la JOG (pression du eSleeve) et 4) la pression de la JOG en utilisant la pression minimale de chaque niveau de capteurs (pression du 3D eSleeve). Ces données ont permis de déterminer le temps permissif d'écoulement du bolus (FPT), caractérisé par la période au cours de laquelle un gradient de pression existe à travers la JOG (pression œsophagienne > pression de relaxation de la JOG > pression gastrique). La présence ou l'absence du bolus en vidéofluoroscopie et le FPT ont été codés avec des valeurs dichotomiques pour chaque période de 0,1 s. Nous avons alors calculé la sensibilité et la spécificité correspondant à la valeur du FPT pour la pression du eSleeve et pour la pression du 3D eSleeve, avec la vidéofluoroscopie pour référence. Résultats : Les enregistrements avec la 3D-HRM laissent suggérer que la longueur du sphincter évaluée avec la méthode du « pull-through » était grandement exagéré en incorporant dans la mesure du SOI les signaux de pression extrinsèques à l’œsophage, asymétriques et attribuables aux piliers du diaphragme et aux structures vasculaires. L’enregistrement en temps réel a permis de constater que les principaux constituants de la pression de la JOG au repos étaient attribuables au diaphragme. L’IRP calculé avec le nouveau paradigme 3D eSleeve était significativement inférieur à tous les autres calculs d'IRP avec une limite supérieure de la normale de 12 mmHg contre 17 mmHg pour l’IRP calculé avec la HRM standard. La sensibilité (0,78) et la spécificité (0,88) du 3D eSleeve étaient meilleurs que le eSleeve standard (0,55 et 0,85 respectivement) pour prédire le FPT par rapport à la vidéofluoroscopie. Discussion et conclusion : Nos observations suggèrent que la 3D-HRM permet l'enregistrement en temps réel des attributs de la JOG, facilitant l'analyse des constituants responsables de sa fonction au repos en tant que barrière antireflux. La résolution spatiale axiale et radiale du segment « 3D » pourrait permettre de poursuivre cette étude pour quantifier les signaux de pression de la JOG attribuable au SOI et aux structures extrinsèques (diaphragme et artéfacts vasculaires). Ces attributs du cathéter 3D-HRM suggèrent qu'il s'agit d'un nouvel outil prometteur pour l'étude de la physiopathologie du RGO. Au cours de la déglutition, nous avons évalué la faisabilité d’améliorer la mesure de l’IRP en utilisant ce nouveau cathéter de manométrie 3D avec un nouveau paradigme (3D eSleeve) basé sur l’utilisation de la pression radiale minimale à chaque niveau de capteurs de pression. Nos résultats suggèrent que cette approche est plus précise que celle de la manométrie haute résolution standard. La 3D-HRM devrait certainement améliorer la précision des mesures de relaxation de la JOG et cela devrait avoir un impact sur la recherche pour modéliser la JOG au cours de la déglutition et dans le RGO.

Localization and function of the endocannabinoid system throughout the retinogeniculate pathway of vervet monkeys

Le système endocannabinoïde (eCB) est présent dans le système nerveux central (SNC) de mammifères, incluant la rétine, et est responsable de la régulation de nombreux processus physiologiques. Bien que la présence du récepteur cannabinoïde de type 1 (CB1R) a bien été documenté dans la rétine de rongeurs et primates, il y a encore une controverse quant à la présence du récepteur cannabinoïde de type 2 (CB2R) au niveau du SNC. En utilisant la microscopie confocale, nous sommes les premiers à signaler les patrons d’expression du CB2R dans la rétine de singe. Nos résultats démontrent que le CB2R est exprimé exclusivement dans les cellules de Müller de la rétine du singe. En outre, nous avons comparé les différents patrons d’expression du système eCB dans la rétine de la souris, du toupaye, ainsi que du singe vervet et macaque. Nous rapportons que les distributions de CB1R, FAAH (fatty acid amid hydrolase), MAGL (monoacylglycerol lipase) et DAGLα (diacylglycerol lipase alpha) sont hautement conservées parmi ces espèces alors que CB2R et NAPE-PLD (N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D) présentent différents profils d'expression. CB2R n'a pas été détecté dans les cellules neuronales de la rétine des primates. L’immunoréactivité de NAPE-PLD est présente dans les couches de la rétine de souris et toupayes, mais a été limitée à la couche des photorécepteurs des singes vervet et macaque. Pour étudier les corrélats neuronaux et le rôle de la signalisation du système eCB dans la rétine, nous avons établi un protocole standard pour l'électrorétinographie (ERG), puis enregistré la réponse ERG de la rétine après le blocage des récepteurs avec des antagonistes spécifiques pour CB1R (AM251) et CB2R (AM630). Comparé au témoin, dans des conditions photopiques, et à certaines intensités faibles du stimulus, le blocage de CB1R diminue l'amplitude de l'onde-b, alors qu’à des intensités plus élevées, le blocage de CB2R augmente l'amplitude des deux-ondes a et b. De plus, le blocage des récepteurs cannabinoïdes provoque une augmentation de la latence des deux ondes a et b. Dans des conditions d’adaptation à l'obscurité, le blocage de CB1R et CB2R réduit l’amplitudes de l'onde a seulement à des intensités plus élevées et réduit l’onde b à intensités plus faibles. Des augmentations significatives de latence ont été observées dans les deux cas. Ces résultats indiquent que les récepteurs CB1 et CB2 chez les primates non humains sont impliqués dans la fonction rétinienne conditions photopiques. En outre, nous avons évalué le profil d'expression du CB1R, de FAAH et de NAPE-PLD au-delà de la rétine dans le corps géniculé latéral des singes et nous rapportons pour la première fois que CB1R et FAAH sont exprimés davantage dans les couches magnocellulaires. La NAPE-PLD a été localisée à travers les couches magno- et parvocellulaires. Aucune de ces composantes n’est exprimée dans les couches koniocellulaires. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les effets des cannabinoïdes sur le système visuel qui pourraient nous mener à trouver éventuellement de nouvelles cibles thérapeutiques.

Nonparametric Estimation of the Average Availability

The average availability of a repairable system is the expected proportion of time that the system is operating in the interval [0, t]. The present article discusses the nonparametric estimation of the average availability when (i) the data on 'n' complete cycles of system operation are available, (ii) the data are subject to right censorship, and (iii) the process is observed upto a specified time 'T'. In each case, a nonparametric confidence interval for the average availability is also constructed. Simulations are conducted to assess the performance of the estimators.

Tachykinins regulate the function of platelets

Evidence has been mounting for peripheral functions for tachykinins, a family of neuropeptides including substance P (SP), neurokinin A, and neurokinin B, which are recognized for their roles in the central and peripheral nervous system. The recent discovery of 4 new members of this family, the endokinins (EKA, B, C, and 13), which are distributed peripherally, adds support to the notion that tachykinins have physiologic/endocrine roles in the periphery. In the present study we report a fundamental new function for tachykinins in the regulation of platelet function. We show that SP stimulates platelet aggregation, and underlying this is the intracellular mobilization of calcium and degranulation. We demonstrate the presence of the tachykinin receptors NK1 and NK3 in platelets and present evidence for the involvement of NK1 in SP-mediated platelet aggregation. Platelets were found to contain SP-like immunoreactivity that is secreted upon activation implicating SP-like substances in the autocrine/paracrine regulation of these cells. Indeed, NK1-blocking antibodies inhibited aggregation in response to other agonists. Of particular note is the observation that EKA/B cross-react in the SP immunoassay and are also able to stimulate platelet activation. Together our data implicate tachykinins, specifically SP and EKA/B, in the regulation of platelet function. (C) 2004 by The American Society of Hematology.

Regulation of glycogen synthase kinase 3 in human platelets: a possible role in platelet function?

In this study we show that both glycogen synthase kinase 3 (GSK3) isoforms, GSK3alpha and GSK3beta, are present in human platelets and are phosphorylated on Ser(21) and Ser(9), respectively, in platelets stimulated with collagen, convulxin and thrombin. Phosphorylation of GSK3alpha/beta was dependent on phosphoinositide 3-kinase (PI3K) activity and independent of platelet aggregation, and correlated with a decrease in GSK3 activity that was preserved by pre-incubating platelets with PI3K inhibitor LY294002. Three structurally distinct GSK3 inhibitors, lithium, SB415286 and TDZD-8, were found to inhibit platelet aggregation. This implicates GSK3 as a potential regulator of platelet function. (C) 2003 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Flavonoids and cognitive function: a review of human randomized controlled trial studies and recommendations for future studies

Evidence in support of the neuroprotective effects of flavonoids has increased significantly in recent years, although to date much of this evidence has emerged from animal rather than human studies. Nonetheless, with a view to making recommendations for future good practice, we review 15 existing human dietary intervention studies that have examined the effects of particular types of flavonoid on cognitive performance. The studies employed a total of 55 different cognitive tests covering a broad range of cognitive domains. Most studies incorporated at least one measure of executive function/working memory, with nine reporting significant improvements in performance as a function of flavonoid supplementation compared to a control group. However, some domains were overlooked completely (e.g. implicit memory, prospective memory), and for the most part there was little consistency in terms of the particular cognitive tests used making across study comparisons difficult. Furthermore, there was some confusion concerning what aspects of cognitive function particular tests were actually measuring. Overall, while initial results are encouraging, future studies need to pay careful attention when selecting cognitive measures, especially in terms of ensuring that tasks are actually sensitive enough to detect treatment effects.

Effects of oils rich in eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids on immune cell composition and function in healthy humans

Background: Supplementation of the diet with fish oil, which is rich in the long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), is reported to decrease several markers of immune function. However, whether EPA, DHA, or a combination of the 2 exerts these immunomodulatory effects is unclear. Objective: The objective of the study was to determine the effects of supplementation with an EPA-rich or DHA-rich oil on a range of immune outcomes representing key functions of human neutrophils, monocytes, and lymphocytes in healthy humans. Design: In a placebo-controlled, double-blind, parallel study, 42 healthy subjects were randomly allocated to receive supplementation with either placebo (olive oil), EPA (4.7 g/d), or DHA (4.9 g/d) for 4 wk. Blood samples were taken before and after supplementation. Results: The fatty acid composition of plasma phospholipids and neutrophils was dramatically altered by supplementation with EPA or DHA, and the effects of EPA differed notably from those of DHA. DHA supplementation decreased T lymphocyte activation, as assessed by expression of CD69, whereas EPA supplementation had no significant effect. Neither the EPA-rich oil nor the DHA-rich oil had any significant effect on monocyte or neutrophil phagocytosis or on cytokine production or adhesion molecule expression by peripheral blood mononuclear cells. Conclusions: Supplementation with DHA, but not with EPA, suppresses T lymphocyte activation, as assessed by expression of CD69. EPA alone does not, therefore, influence CD69 expression. No other marker of immune function assessed in this study was significantly affected by either EPA or - DHA.

Daily consumption of an aqueous green tea extract supplement does not impair liver function or alter cardiovascular disease risk biomarkers in healthy men

Regular consumption of green tea polyphenols (GTP) is thought to reduce the risk of cardiovascular disease (CVD) but has also been associated with liver toxicity. The present trial aimed to assess the safety and potential CVD health beneficial effects of daily GTP consumption. We conducted a placebo-controlled parallel study to evaluate the chronic effects of GTP on liver function and CVD risk biomarkers in healthy men. Volunteers (treatment: n = 17, BMI 26.7 +/- 3.3 kg/m(2), age 41 +/- 9 y; placebo, n = 16, BMI 25.4 +/- 3.3 kg/m(2), age 40 +/- 10 y) consumed for 3 wk 6 capsules per day (2 before each principal meal) containing green tea extracts (equivalent to 714 mg/d GTP) or placebo. At the beginning and end of the intervention period, we collected blood samples from fasting subjects and measured vascular tone using Laser Doppler lontophoresis. Biomarkers of liver function and CVD risk (including blood pressure, plasma lipids, and asymmetric dimethylarginine) were unaffected by GTP consumption. After treatment, the ratio of total:HDL cholesterol was significantly reduced in participants taking GTP capsules compared with baseline. Endothelial-dependent and -independent vascular reactivity did not significantly differ between treatments. In conclusion, the present data suggests that the daily consumption of high doses of GTP by healthy men for 3 wk is safe but without effects on CVD risk biomarkers other than the total:HDL cholesterol ratio. J. Nutr. 139: 58-62, 2009.

c-Jun N-terminal kinase (JNK)-mediated modulation of brain mitochondria function: new target proteins for JNK signalling in mitochondrion-dependent apoptosis

The molecular mechanisms underlying the initiation and control of the release of cytochrome c during mitochondrion-dependent apoptosis are thought to involve the phosphorylation of mitochondrial Bcl-2 and Bcl-x(L). Although the c-Jun N-terminal kinase (JNK) has been proposed to mediate the phosphorylation of Bcl-2/Bcl-x(L) the mechanisms linking the modification of these proteins and the release of cytochrome c remain to be elucidated. This study was aimed at establishing interdependency between JNK signalling and mitochondrial apoptosis. Using an experimental model consisting of isolated, bioenergetically competent rat brain mitochondria, these studies show that (i) JNK catalysed the phosphorylation of Bcl-2 and Bcl-x(L) as well as other mitochondrial proteins, as shown by two-dimensional isoelectric focusing/SDS/PAGE; (ii) JNK-induced cytochrome c release, in a process independent of the permeability transition of the inner mitochondrial membrane (imPT) and insensitive to cyclosporin A; (iii) JNK mediated a partial collapse of the mitochondrial inner-membrane potential (Deltapsim) in an imPT- and cyclosporin A-independent manner; and (iv) JNK was unable to induce imPT/swelling and did not act as a co-inducer, but as an inhibitor of Ca-induced imPT. The results are discussed with regard to the functional link between the Deltapsim and factors influencing the permeability transition of the inner and outer mitochondrial membranes. Taken together, JNK-dependent phosphorylation of mitochondrial proteins including, but not limited to, Bcl-2/Bcl-x(L) may represent a potential of the modulation of mitochondrial function during apoptosis.

On the statistical modeling of persistence in total ozone anomalies

Geophysical time series sometimes exhibit serial correlations that are stronger than can be captured by the commonly used first‐order autoregressive model. In this study we demonstrate that a power law statistical model serves as a useful upper bound for the persistence of total ozone anomalies on monthly to interannual timescales. Such a model is usually characterized by the Hurst exponent. We show that the estimation of the Hurst exponent in time series of total ozone is sensitive to various choices made in the statistical analysis, especially whether and how the deterministic (including periodic) signals are filtered from the time series, and the frequency range over which the estimation is made. In particular, care must be taken to ensure that the estimate of the Hurst exponent accurately represents the low‐frequency limit of the spectrum, which is the part that is relevant to long‐term correlations and the uncertainty of estimated trends. Otherwise, spurious results can be obtained. Based on this analysis, and using an updated equivalent effective stratospheric chlorine (EESC) function, we predict that an increase in total ozone attributable to EESC should be detectable at the 95% confidence level by 2015 at the latest in southern midlatitudes, and by 2020–2025 at the latest over 30°–45°N, with the time to detection increasing rapidly with latitude north of this range.

The impact of milk proteins and peptides on blood pressure and vascular function: a review of evidence from human intervention studies.

CVD are the leading cause of death worldwide. Hypertension, a major controllable risk factor of CVD, is intimately associated with vascular dysfunction, a defect which is also now recognised to be a major, modifiable risk factor for the development of CVD. The purpose of the present review was to critically evaluate the evidence for the effects of milk proteins and their associated peptides on blood pressure (BP) and vascular dysfunction. After a detailed literature search, the number of human trials evaluating the antihypertensive effects of casein-derived peptides (excluding isoleucine-proline-proline and valine-proline-proline) was found to be limited; the studies were preliminary with substantial methodological limitations. Likewise, the data from human trials that examined the effects of whey protein and peptides were also scarce and inconsistent. To date, only one study has conducted a comparative investigation on the relative effects of the two main intact milk proteins on BP and vascular function. While both milk proteins were shown to reduce BP, only whey protein improved measures of arterial stiffness. In contrast, a growing number of human trials have produced evidence to support beneficial effects of both milk proteins and peptides on vascular health. However, comparison of the relative outcomes from these trials is difficult owing to variation in the forms of assessment and measures of vascular function. In conclusion, there is an accumulating body of evidence to support positive effects of milk proteins in improving and/or maintaining cardiovascular health. However, the variable quality of the studies that produced this evidence, and the lack of robust, randomised controlled intervention trials, undermines the formulation of firm conclusions on the potential benefits of milk proteins and peptides on vascular health.

Endothelial function and insulin sensitivity during acute non-esterified fatty acid elevation: effects of fat composition and gender

Background and Aims: We have reported that adverse effects on flow-mediated dilation of an acute elevation of non-esterified fatty acids rich in saturated fat (SFA) are reversed following addition of long-chain (LC) n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA), and hypothesised that these effects may be mediated through alterations in insulin signalling pathways. In a subgroup, we explored the effects of raised NEFA enriched with SFA, with or without LC n-3 PUFA, on whole body insulin sensitivity (SI) and responsiveness of the endothelium to insulin infusion. Methods and Results: Thirty adults (mean age 27.8 y, BMI 23.2 kg/m2) consumed oral fat loads on separate occasions with continuous heparin infusion to elevate NEFA between 60-390 min. For the final 150 min, a hyperinsulinaemic-euglycaemic clamp was performed, whilst FMD and circulating markers of endothelial function were measured at baseline, pre-clamp (240 min) and post-clamp (390 min). NEFA elevation during the SFA-rich drinks was associated with impaired FMD (P=0.027) whilst SFA+LC n-3 PUFA improved FMD at 240 min (P=0.003). In males, insulin infusion attenuated the increase in FMD with SFA+LC n-3 PUFA (P=0.049), with SI 10% greater with SFA+LC n-3 PUFA than SFA (P=0.041). Conclusion: This study provides evidence that NEFA composition during acute elevation influences both FMD and SI, with some indication of a difference by gender. However our findings are not consistent with the hypothesis that the effects of fatty acids on endothelial function and SI operate through a common pathway. Trial registered at clinicaltrials.gov, NCT01351324.

Replacement of saturated with unsaturated fats had no impact on vascular function but beneficial effects on lipid biomarkers, E-selectin and blood pressure: results from the randomized, controlled Dietary Intervention and VAScular function (DIVAS) study

Background: Public health strategies to lower cardiovascular disease (CVD) risk involve reducing dietary saturated fatty acid (SFA) intake to ≤10% of total energy (%TE). However, the optimal type of replacement fat is unclear. Objective: We investigated the substitution of 9.5-9.6%TE dietary SFA with either monounsaturated (MUFA) or n-6 polyunsaturated fatty acids (PUFA) on vascular function and other CVD risk factors. Design: Using a randomized, controlled, single-blind, parallel group dietary intervention, 195 men and women aged 21-60 y with moderate CVD risk (≥50% above the population mean) from the United Kingdom followed one of three 16-wk isoenergetic diets (%TE target compositions, total fat:SFA:MUFA:n-6 PUFA): SFA-rich (36:17:11:4, n = 65), MUFA-rich (36:9:19:4, n = 64) or n-6 PUFA-rich (36:9:13:10, n = 66). The primary outcome measure was flow-mediated dilatation (%FMD); secondary outcome measures included fasting serum lipids, microvascular reactivity, arterial stiffness, ambulatory blood pressure, and markers of insulin resistance, inflammation and endothelial activation. Results: Replacing SFA with MUFA or n-6 PUFA did not significantly impact on %FMD (primary endpoint) or other measures of vascular reactivity. Of the secondary outcome measures, substitution of SFA with MUFA attenuated the increase in night systolic blood pressure (-4.9 mm Hg, P = 0.019) and reduced E-selectin (-7.8%, P = 0.012). Replacement with MUFA or n-6 PUFA lowered fasting serum total cholesterol (TC; -8.4% and -9.2%, respectively), low-density lipoprotein cholesterol (-11.3% and -13.6%) and TC to high-density lipoprotein cholesterol ratio (-5.6% and -8.5%) (P ≤ 0.001). These changes in low-density lipoprotein cholesterol equate to an estimated 17-20% reduction in CVD mortality. Conclusions: Substitution of 9.5-9.6%TE dietary SFA with either MUFA or n-6 PUFA did not impact significantly on %FMD or other measures of vascular function. However, the beneficial effects on serum lipid biomarkers, blood pressure and E-selectin offer a potential public health strategy for CVD risk reduction.

Large deviations of Rouse polymer chain: first passage problem

The purpose of this paper is to investigate several analytical methods of solving first passage (FP) problem for the Rouse model, a simplest model of a polymer chain. We show that this problem has to be treated as a multi-dimensional Kramers' problem, which presents rich and unexpected behavior. We first perform direct and forward-flux sampling (FFS) simulations, and measure the mean first-passage time $\tau(z)$ for the free end to reach a certain distance $z$ away from the origin. The results show that the mean FP time is getting faster if the Rouse chain is represented by more beads. Two scaling regimes of $\tau(z)$ are observed, with transition between them varying as a function of chain length. We use these simulations results to test two theoretical approaches. One is a well known asymptotic theory valid in the limit of zero temperature. We show that this limit corresponds to fully extended chain when each chain segment is stretched, which is not particularly realistic. A new theory based on the well known Freidlin-Wentzell theory is proposed, where dynamics is projected onto the minimal action path. The new theory predicts both scaling regimes correctly, but fails to get the correct numerical prefactor in the first regime. Combining our theory with the FFS simulations lead us to a simple analytical expression valid for all extensions and chain lengths. One of the applications of polymer FP problem occurs in the context of branched polymer rheology. In this paper, we consider the arm-retraction mechanism in the tube model, which maps exactly on the model we have solved. The results are compared to the Milner-McLeish theory without constraint release, which is found to overestimate FP time by a factor of 10 or more.