Regional differences in modelled net production and shallow remineralization in the North Atlantic subtropical gyre

[EN] We used 5-yr concomitant data of tracer distribution from the BATS (Bermuda Time-series Study) and ESTOC (European Station for Time-Series in the Ocean, Canary Islands) sites to build a 1-D tracer model conservation including horizontal advection, and then compute net production and shallow remineralization rates for both sites. Our main goal was to verify if differences in these rates are consistent with the lower export rates of particulate organic carbon observed at ESTOC. Net production rates computed below the mixed layer to 110m from April to December for oxygen, dissolved inorganic carbon and nitrate at BATS (1.34±0.79 molO2 m?2, ?1.73±0.52 molCm?2 and ?125±36 mmolNm?2) were slightly higher for oxygen and carbon compared to ESTOC (1.03±0.62 molO2 m?2, ?1.42±0.30 molCm?2 and ?213±56 mmolNm?2), although the differences were not statistically significant. Shallow remineralization rates between 110 and 250m computed at ESTOC (?3.9±1.0 molO2 m?2, 1.53±0.43 molCm?2 and 38±155 mmolNm?2) were statistically higher for oxygen compared to BATS (?1.81±0.37 molO2 m?2, 1.52± 0.30 molCm?2 and 147±43 mmolNm?2). The lateral advective flux divergence of tracers, which was more significant at ESTOC, was responsible for the differences in estimated oxygen remineralization rates between both stations. According to these results, the differences in net production and shallow remineralization cannot fully explain the differences in the flux of sinking organic matter observed between both stations, suggesting an additional consumption of nonsinking organic matter at ESTOC.

La determinazione del cortisolo nel pelo per la valutazione del benessere animale

La definizione di “benessere animale” e le modalità di determinazione di tale parametro sono ancora ampiamente dibattute. C’è, però, una generale concordanza sul fatto che una condizione di malessere dia origine a variazioni fisiologiche e comportamentali che possono essere rilevate e misurate. Tra i parametri endocrini, il più studiato è, senza dubbio, il cortisolo, in quanto connesso con l’attivazione dell’asse ipotalamico-pituitario-surrenale in condizioni di stress e quindi ritenuto indicatore ideale di benessere, benché debba essere utilizzato con cautela in quanto un aumento dei livelli di questo ormone non si verifica con ogni tipo di stressor. Inoltre, si deve considerare che la raccolta del campione per effettuare le analisi, spesso implica il confinamento ed il contenimento degli animali e può essere, quindi, essa stessa un fattore stressante andando ad alterare i risultati. Alla luce delle suddette conoscenze gli obiettivi scientifici di questa ricerca, condotta sul gatto e sul cane, sono stati innanzitutto validare il metodo di dosaggio di cortisolo dal pelo e stabilire se tale dosaggio può rappresentare un indicatore, non invasivo, di benessere dell’animale (indice di “stress cronico”). In seguito, abbiamo voluto individuare i fattori di stress psico-sociale in gatti che vivono in gattile, in condizioni di alta densità, analizzando i correlati comportamentali ed ormonali dello stress e del benessere in questa condizione socio-ecologica, ricercando, in particolare, l’evidenza ormonale di uno stato di stress prolungato e la messa in atto di strategie comportamentali di contenimento dello stesso e il ruolo della marcatura visivo-feromonale, inoltre abbiamo effettuato un confronto tra oasi feline di diversa estensione spaziale per valutare come varia lo stress in rapporto allo spazio disponibile. Invece, nel cane abbiamo voluto evidenziare eventuali differenze dei livelli ormonali tra cani di proprietà e cani di canili, tra cani ospitati in diversi canili e tra cani che vivono in diverse realtà familiari; abbiamo voluto valutare gli effetti di alcuni arricchimenti sui cani di canile ed, infine, abbiamo analizzato cani sottoposti a specifici programmi si addestramento. Il primo importante ed originale risultato raggiunto, che risponde al primo obiettivo della ricerca, è stato la validazione del dosaggio radioimmunologico di cortisolo in campioni di pelo. Questo risultato, a nostro avviso, apre una nuova finestra sul campo della diagnostica endocrinologica metabolica. Attualmente, infatti, il monitoraggio ormonale viene effettuato su campioni ematici la cui raccolta prevede un elevato stress (stress da prelievo) per l’animale data l'invasività dell'operazione che modifica l’attività di ipotalamo-ipofisi-surrene e, dunque, provoca repentine alterazioni delle concentrazioni ormonali. Questa metodica offre, quindi, il vantaggio dell’estrema semplicità di raccolta del campione e, in più, il bassissimo costo del materiale utilizzato. Dalle ricerche condotte sui gatti di gattile sono scaturite preziose indicazioni per future indagini sullo stress e sul comportamento sociale felino. I risultati dell’analisi congiunta del comportamento e delle concentrazioni ormonali hanno evidenziato che la disponibilità di postazioni di marcatura visivo-feromonale ha un effetto positivo sia sugli indicatori comportamentali, sia su quelli ormonali di stress. I risultati dell’analisi delle concentrazioni di cortisolo, derivanti dal confronto tra sette oasi feline di diversa estensione spaziale hanno permesso di evidenziare un aumento dei livelli dell’ormone inversamente proporzionale allo spazio disponibile. Lo spazio disponibile, però, non è l’unico fattore da prendere in considerazione al fine di assicurare il benessere dell’animale infatti, nelle colonie che presentavano instabilità sociale e variabilità territoriale il cortisolo aveva valori elevati nonostante le notevoli disponibilità di spazio. Infine, si è potuto costatare come anche lo stare appartati, aumenti proporzionalmente con l’aumentare dello spazio. Questo comportamento risulta essere molto importante in quanto mitiga lo stress ed è da prendere in considerazione nell’allestimento di colonie feline. Infatti, nelle colonie di dimensioni ridotte dove lo stress è già alto, l’impossibilità dei soggetti di appartarsi può contribuire a peggiorare la situazione; ecco perché si dovrebbero creare luoghi artificiali per fornire ai gatti la possibilità di appartarsi, magari sfruttando gli spazi sopraelevati (tetti, alberi, ecc.). Per quanto riguarda il confronto tra cani di proprietà e cani di canile non sono state evidenziate differenze significative nei livelli di cortisolo nel pelo mentre abbiamo rilevato che quest’ultimi sono influenzati dalla disponibilità di spazio: infatti sia i cani di proprietà che vivevano in giardino, sia i cani dei canili che praticavano lo sgambamento presentavano livelli di cortisolo nel pelo più bassi rispetto, rispettivamente, ai cani di proprietà che vivevano in appartamento o appartamento/giardino e a quelli di canile che non praticavano lo sgambamento. L’arricchimento ambientale fornito ai cani di canile ha esercitato un’influenza positiva riducendo i livelli di cortisolo e migliorando la docilità dei soggetti, favorendone un’eventuale adozione. Si è inoltre messo in luce che i programmi di addestramento, eseguiti con tecniche “gentili”, non comportano situazioni stressanti per l’animale e aiutano i cani ad esprimere doti di equilibrio che rimarrebbero altrimenti celate dagli aspetti più istintivi del carattere. D’altra parte, l’impegno agonistico prima di una competizione e il livello di addestramento raggiunto dai cani, influenzano le concentrazioni di cortisolo a riposo e durante l’esercizio fisico. Questi risultati possono sicuramente dare utili suggerimenti per la gestione e la cura di gatti e cani al fine di migliorarne le condizioni di benessere.

Sviluppo di un tomografo multi-energy per lo studio pre-clinico di nuove metodiche diagnostiche finalizzate al riconoscimento precoce della patologia tumorale

A new multi-energy CT for small animals is being developed at the Physics Department of the University of Bologna, Italy. The system makes use of a set of quasi-monochromatic X-ray beams, with energy tunable in a range from 26 KeV to 72 KeV. These beams are produced by Bragg diffraction on a Highly Oriented Pyrolytic Graphite crystal. With quasi-monochromatic sources it is possible to perform multi-energy investigation in a more effective way, as compared with conventional X-ray tubes. Multi-energy techniques allow extracting physical information from the materials, such as effective atomic number, mass-thickness, density, that can be used to distinguish and quantitatively characterize the irradiated tissues. The aim of the system is the investigation and the development of new pre-clinic methods for the early detection of the tumors in small animals. An innovative technique, the Triple-Energy Radiography with Contrast Medium (TER), has been successfully implemented on our system. TER consist in combining a set of three quasi-monochromatic images of an object, in order to obtain a corresponding set of three single-tissue images, which are the mass-thickness map of three reference materials. TER can be applied to the quantitative mass-thickness-map reconstruction of a contrast medium, because it is able to remove completely the signal due to other tissues (i.e. the structural background noise). The technique is very sensitive to the contrast medium and is insensitive to the superposition of different materials. The method is a good candidate to the early detection of the tumor angiogenesis in mice. In this work we describe the tomographic system, with a particular focus on the quasi-monochromatic source. Moreover the TER method is presented with some preliminary results about small animal imaging.

Mathematische Aspekte des Ferromagnetismus im HFz-Hubbardmodell

Mit dem HFz-Hubbardmodell meinen wir das übliche Hubbardmodell für alle Dimensionen mit der Einschränkung auf die Menge der Slaterdeterminanten, wobei allerdings die Spinwellen dieser Slaterdeterminanten nur Bewegung parallel zur z-Richtung haben. Für dieses Modell mit kleiner Füllung ist es uns gelungen zu beweisen, dass der Ferromagnetismus für große, aber endliche Kopplung entsteht.

Distacco di retina e lavoro manuale: utilizzo delle schede di dimissione ospedaliera per uno studio di incidenza

Introduzione. La movimentazione manuale di carichi è stata recentemente proposta come un possibile determinante del distacco di retina. Al fine di confortare quest’ipotesi, sono stati analizzati i tassi di incidenza di distacco di retina regmatogeno (DRR) idiopatico, trattato chirurgicamente, tra i residenti in Toscana addetti ad attività lavorative manuali, non manuali e casalinghe. Metodi. Le schede di dimissione ospedaliera (SDO) della Toscana contengono anche informazioni codificate sulla categoria generica di impiego. Sono stati utilizzati i dati di tutti i pazienti residenti in Toscana con una SDO emessa da un qualsiasi ospedale italiano nel periodo 1997-2009, con diagnosi principale di DRR (ICD-9: 361,0-361,07 e 361,9) e con DRG 36 (“interventi sulla retina”). Dopo l’eliminazione dei soggetti che non soddisfacevano i criteri di eligibilità, è stato deciso di restringere la popolazione in studio ai soggetti di età 25-59 anni, successivamente classificati in addetti ad attività lavorative manuali, non manuali o casalinghe. Risultati. Sono stati identificati 1.946 casi. Tra gli uomini, gli addetti ad attività lavorative manuali hanno riportato un tasso di incidenza standardizzato per età 1,8 volte più alto rispetto agli addetti ad attività lavorative non manuali (17,4 [IC95%, 16,1–18,7] vs. 9,8 [IC95%, 8,8–10,8]). Tra le donne, i tassi di incidenza standardizzati per età erano 1,9 volte più alti negli addetti ad attività lavorative manuali (11,1 [IC95%, 9,8–12,3]) e 1,7 volte più alti nelle casalinghe (9,5 [IC95%, 8,3–10,8]) rispetto agli addetti ad attività lavorative non manuali (5,7 [IC95%, 4,8–6,6]). Conclusioni. Lo studio mette in evidenza come gli addetti ad attività lavorative manuali siano maggiormente affetti da DRR idiopatico rispetto agli addetti ad attività lavorative non manuali. Questi risultati supportano l’ipotesi che la movimentazione manuale di carichi, che difficilmente può ritrovarsi come compito di attività lavorative non manuali, possa avere un ruolo causale nella genesi della patologia.

Detecting interfaces in a parabolic-elliptic problem from surface measurements

Assuming that the heat capacity of a body is negligible outside certain inclusions the heat equation degenerates to a parabolic-elliptic interface problem. In this work we aim to detect these interfaces from thermal measurements on the surface of the body. We deduce an equivalent variational formulation for the parabolic-elliptic problem and give a new proof of the unique solvability based on Lions’s projection lemma. For the case that the heat conductivity is higher inside the inclusions, we develop an adaptation of the factorization method to this time-dependent problem. In particular this shows that the locations of the interfaces are uniquely determined by boundary measurements. The method also yields to a numerical algorithm to recover the inclusions and thus the interfaces. We demonstrate how measurement data can be simulated numerically by a coupling of a finite element method with a boundary element method, and finally we present some numerical results for the inverse problem.

Eotaxin/CCL11 levels correlate with myocardial fibrosis and mast cell density in native and transplanted rat hearts

Myocardial fibrosis contributes to hemodynamic and cardiac functional alterations commonly observed posttransplantation. Cardiac mast cells (MC) have been linked to fibrosis in posttransplantation hearts. Eotaxin, which has been shown to be involved in fibrogenesis, has been demonstrated to be increased in production in cardiac macrophages. The aim of our study was to correlate myocardial fibrosis during heart transplant rejection in the rat with eotaxin/chemokine [c-c motif] ligand 11 (CCL11) expression, and with various subtypes of infiltrating cardiac MC, namely connective-type MC (CTMC) and mucosa-type MC (MMC).

Diffusion-weighted MR imaging of the placenta in fetuses with placental insufficiency

PURPOSE: To evaluate diffusion-weighted magnetic resonance (MR) imaging of the human placenta in fetuses with and fetuses without intrauterine growth restriction (IUGR) who were suspected of having placental insufficiency. MATERIALS AND METHODS: The study was approved by the local ethics committee, and written informed consent was obtained. The authors retrospectively evaluated 1.5-T fetal MR images from 102 singleton pregnancies (mean gestation ± standard deviation, 29 weeks ± 5; range, 21-41 weeks). Morphologic and diffusion-weighted MR imaging were performed. A region of interest analysis of the apparent diffusion coefficient (ADC) of the placenta was independently performed by two observers who were blinded to clinical data and outcome. Placental insufficiency was diagnosed if flattening of the growth curve was detected at obstetric ultrasonography (US), if the birth weight was in the 10th percentile or less, or if fetal weight estimated with US was below the 10th percentile. Abnormal findings at Doppler US of the umbilical artery and histopathologic examination of specimens from the placenta were recorded. The ADCs in fetuses with placental insufficiency were compared with those in fetuses of the same gestational age without placental insufficiency and tested for normal distribution. The t tests and Pearson correlation coefficients were used to compare these results at 5% levels of significance. RESULTS: Thirty-three of the 102 pregnancies were ultimately categorized as having an insufficient placenta. MR imaging depicted morphologic changes (eg, infarction or bleeding) in 27 fetuses. Placental dysfunction was suspected in 33 fetuses at diffusion-weighted imaging (mean ADC, 146.4 sec/mm(2) ± 10.63 for fetuses with placental insufficiency vs 177.1 sec/mm(2) ± 18.90 for fetuses without placental insufficiency; P < .01, with one false-positive case). The use of diffusion-weighted imaging in addition to US increased sensitivity for the detection of placental insufficiency from 73% to 100%, increased accuracy from 91% to 99%, and preserved specificity at 99%. CONCLUSION: Placental dysfunction associated with growth restriction is associated with restricted diffusion and reduced ADC. A decreased ADC used as an early marker of placental damage might be indicative of pregnancy complications such as IUGR.

STrengthening the reporting of OBservational studies in Epidemiology-Molecular Epidemiology (STROBE-ME): an extension of the STROBE statement

Advances in laboratory techniques have led to a rapidly increasing use of biomarkers in epidemiological studies. Biomarkers of internal dose, early biological change, susceptibility, and clinical outcomes are used as proxies for investigating the interactions between external and/or endogenous agents and the body components or processes. The need for improved reporting of scientific research led to influential statements of recommendations such as STrengthening Reporting of Observational studies in Epidemiology (STROBE) statement. The STROBE initiative established in 2004 aimed to provide guidance on how to report observational research. Its guidelines provide a user-friendly checklist of 22 items to be reported in epidemiological studies, with items specific to the three main study designs: cohort studies, case-control studies and cross-sectional studies. The present STrengthening the Reporting of OBservational studies in Epidemiology-Molecular Epidemiology (STROBE-ME) initiative builds on the STROBE Statement implementing 9 existing items of STROBE and providing 17 additional items to the 22 items of STROBE checklist. The additions relate to the use of biomarkers in epidemiological studies, concerning collection, handling and storage of biological samples; laboratory methods, validity and reliability of biomarkers; specificities of study design; and ethical considerations. The STROBE-ME recommendations are intended to complement the STROBE recommendations.

Influence of pulmonary status and diabetes mellitus on aortic neck dilatation following endovascular repair of abdominal aortic aneurysms: a EUROSTAR report

PURPOSE: To elucidate the association of impaired pulmonary status (IPS) and diabetes mellitus (DM) with clinical outcome and the incidences of aortic neck dilatation and type I endoleak after elective endovascular infrarenal aortic aneurysm repair (EVAR). METHODS: In 164 European institutions participating in the EUROSTAR registry, 6383 patients (5985 men; mean age 72.4+/-7.6 years) underwent EVAR. Patients were divided into patients without versus with IPS or with/without DM. Clinical assessment and contrast-enhanced computed tomography (CT) were performed at 1, 3, 6, 12, 18, and 24 months and annually thereafter. Cumulative endpoint analysis comprised death, aortic rupture, type I endoleak, endovascular reintervention, and surgical conversion. RESULTS: Prevalence of IPS was 2733/6383 (43%) and prevalence of DM was 810/6383 (13%). Mean follow-up was 21.1+/-18.4 months. Thirty-day mortality, AAA rupture, and conversion rates did not differ between patients with versus without IPS and between patients with versus without DM. All-cause and AAA-related mortality, respectively, were significantly higher in patients with IPS compared to patients with normal pulmonary status (31.0% versus 19.0%, p<0.0001 and 6.8% versus 3.3%, p = 0.0057) throughout follow-up. In multivariate analysis adjusted for smoking, age, gender, comorbidities, fitness for open repair, co-existing common iliac aneurysm, neck and aneurysm size, arterial angulations, aneurysm classification, endograft oversizing >or=15%, and type of stent-graft, the presence of IPS was not associated with significantly higher rates of aortic neck dilatation (30.6% versus 38.0%, p>0.05) and did not influence cumulative rates of type I endoleak, endovascular reintervention, or conversion to open surgery (p>0.05). Similarly, the presence of DM did not influence the above-mentioned study endpoints. CONCLUSION: In contrast to observations regarding the natural course of AAAs, impaired pulmonary status does not negatively influence aortic neck dilatation, while the presence of diabetes does not protect from these dismal events after EVAR.