Lagrangian formalism and retarded classical electrodynamics

Unlike the 1/c2 approximation, where classical electrodynamics is described by the Darwin Lagrangian, here there is no Lagrangian to describe retarded (resp., advanced) classical electrodynamics up to 1/c3 for two-point charges with different masses.

Macroinvertebrate assemblages on reed beds, with special attention to Chironomidae (Diptera), in Mediterranean shallow lakes.

Macroinvertebrates associated to reed-beds (Phragmites australis) in six shallow natural water bodies along the 220 km of coast of the Comunidad Valenciana (Spain) were studied. These sites were selected to reflect different trophic states, but also, and due to the natural variability of mediterranean wetlands, they greatly differ in salinity and hydroperiod. To unify the sampling, reed bed was chosen to provide data from a habitat common to all wetlands, including the most eutrophic ones where submerged macrophytes have disappeared due to water turbidity. Individual submerged stems of Phragmites australis were sampled along with the surrounding water. The animal density found refers to the available stem surface area for colonization. Forty-one taxa were recorded in total, finding Chironomidae to be the most important group, quantitatively and qualitatively. In freshwater sites it was observed an increase in macroinvertebrate"s density at higher trophic states. Nevertheless each studied region had a different fauna. The PCA analysis with macroinvertebrate groups distinguished three types of environment: freshwaters (characterized by swimming insect larvae, collectors and predators, oligochaetes and Orthocladiinae), saline waters (characterized by crustaceans and Chironominae) and the spring pool, which shares both taxa. Chironomids were paid special attention for being the most abundant. A DCA analysis based on the relative abundance of Chironomids reveals salinity as the main characteristic responsible for its distribution, but trophic state and hydrological regime were also shown to be important factors.

Bone Mineral Accrual in Physically Active Girls. With Special Reference to Reduction in Physical Activity Level and Use of Oral Contraceptives

Adolescence is an important time for acquiring high peak bone mass. Physical activity is known to be beneficial to bone development. The effect of estrogen-progestin contraceptives (EPC) is still controversial. Altogether 142 (52 gymnasts, 46 runners, and 42 controls) adolescent women participated in this study, which is based on two 7-year (n =142), one 6-year (n =140) and one 4-year (n =122) follow-ups. Information on physical activity, menstrual history, sexual maturation, nutrition, living habits and health status was obtained through questionnaires and interviews. The bone mineral density (BMD) and content (BMC) of lumbar spine (LS) and femoral neck (FN) were measured by dual- energy X-ray absoptiometry. Calcaneal sonographic measurements were also made. The physical activity of the athletes participating in this study decreased after 3-year follow-up. High-impact exercise was beneficial to bones. LS and FN BMC was higher in gymnasts than in controls during the follow-up. Reduction in physical activity had negative effects on bone mass. LS and FN BMC increased less in the group having reduced their physical activity more than 50%, compared with those continuing at the previous level (1.69 g, p=0.021; 0.14 g, p=0.015, respectively). The amount of physical activity was the only significant parameter accounting for the calcaneal sonography measurements at 6-year follow-up (11.3%) and reduced activity level was associated with lower sonographic values. Long-term low-dose EPC use seemed to prevent normal bone mass acquisition. There was a significant trend towards a smaller increase in LS and FN BMC among long-term EPC users. In conclusion, this study confirms that high-impact exercise is beneficial to bones and that the benefits are partly maintained even after a clear reduction in training level at least for 4 years. Continued exercise is needed to retain all acquired benefits. The bone mass gained and maintained can possibly be maximized in adolescence by implementing high-impact exercise for youngsters. The peak bone mass of the young women participating in the study may be reached before the age of 20. Use of low-dose EPCs seems to suppress normal bone mass acquisition.

Thermoplastic bioactive composite – with special reference to dissolution behaviour and tissue response

Bioactive glasses are surface-active ceramic materials which support and accelerate bone growth in the body. During the healing of a bone fracture or a large bone defect, fixation is often needed. The aim of this thesis was to determine the dissolution behaviour and biocompatibility of a composite consisting of poly(ε-caprolactone-co-DL-lactide) and bioactive glass (S53P4). In addition the applicability as an injectable material straight to a bone defect was assessed. In in vitro tests the dissolution behaviour of plain copolymer and composites containing bioactive glass granules was evaluated, as well as surface reactivity and the material’s capability to form apatite in simulated body fluid (SBF). The human fibroblast proliferation was tested on materials in cell culture. In in vivo experiments, toxicological tests, material degradation and tissue reactions were tested both in subcutaneous space and in experimental bone defects. The composites containing bioactive glass formed a unified layer of apatite on their surface in SBF. The size and amount of glass granules affected the degradation of polymer matrix, as well the material’s surface reactivity. In cell culture on the test materials the human gingival fibroblasts proliferated and matured faster compared with control materials. In in vitro tests a connective tissue capsule was formed around the specimens, and became thinner in the course of time. Foreign body cell reactions in toxicological tests were mild. In experimental bone defects the specimens with a high concentration of small bioactive glass granules (<45 μm) formed a dense apatite surface layer that restricted the bone ingrowth to material. The range of large glass granules (90-315 μm) with high concentrations formed the best bonding with bone, but slow degradation on the copolymer restricted the bone growth only in the superficial layers. In these studies, the handling properties of the material proved to be good and tissue reactions were mild. The reactivity of bioactive glass was retained inside the copolymer matrix, thus enabling bone conductivity with composites. However, the copolymer was noticed to degradate too slowly compared with the bone healing. Therefore, the porosity of the material should be increased in order to improve tissue healing.

Immune Evasion by Borrelia burgdorferi – With Special Reference to CD38-mediated Chemotaxis of Neutrophils and Dendritic Cells

Lyme borreliosis is a tick-transmitted infection caused by the spirochete bacterium Borrelia burgdorferi sensu lato. The tick injects bacteria into host skin, where a first line defence, mainly the complement system, neutrophils, dendritic cells and macrophages are ready to attack foreign intruders. However, in the case of Lyme borreliosis, the original immune response in the skin is untypically mild among bacterial infections. A further untypical feature is the ability of B. burgdorferi to disseminate to distant organs, where, in some patients, symptoms appear after years after the original infection. This study aimed at uncovering some of the immune evasion mechanisms utilized by B. burgdorferi against the complement system, neutrophils and dendritic cells. B. burgdorferi was shown to inhibit chemotaxis of human neutrophils towards nformyl- methyl-leucyl-phenylalanine (fMLP). Outer surface protein B (OspB) of B. burgdorferi was shown to promote resistance to the attack of the complement system and neutrophil phagocytosis at low complement concentrations. B. burgdorferi was shown to inhibit migration of dendritic cells in vitro towards CCL19 and CCL21 and also in an in vivo model. This effect was shown to be due to the absence of CD38 on the borrelia-stimulated dendritic cell surface. A defect in p38 mitogen-activated-protein-kinase (p38) signaling was linked to defective CD38 expression. A defect in CD38 expression on B. burgdorferi-stimulated neutrophils was also observed. In this study, a number of novel immune evasion strategies utilized by B burgdorferi were chracterized. However, further studies are needed as other immune evasion mechanisms await to be uncovered.

Role of Membrane Transporters, P-Glycoprotein and Mrp1, in The Placental Transfer of Drugs With Special Reference to Saquinavir and Quetiapine

Drug transporting membrane proteins are expressed in various human tissues and blood-tissue barriers, regulating the transfer of drugs, toxins and endogenous compounds into or out of the cells. Various in vitro and animal experiments suggest that P-glycoprotein (P-gp) forms a functional barrier between maternal and fetal blood circulation in the placenta thereby protecting the fetus from exposure to xenobiotics during pregnancy. The multidrug resistance-associated protein 1 (MRP1) is a relatively less studied transporter protein in the human placenta. The aim of this study series was to study the role of placental transporters, apical P-gp and basal MRP1, using saquinavir as a probe drug, and to study transfer of quetiapine and the role of P-gp in its transfer in the dually perfused human placenta/cotyledon. Furthermore, two ABCB1 (encoding P-gp) polymorphisms (c.3435C>T, p.Ile1145Ile and c.2677G>T/A, p.Ala893Ser/Thr) were studied to determine their impact on P-gp protein expression level and on the transfer of the study drugs. Also, the influence of the P-gp protein expression level on the transfer of the study drugs was addressed. Because P-gp and MRP1 are ATP-dependent drug-efflux pumps, it was studied whether exogenous ATP is needed for the function of ATP-dependent transporter in the present experimental model. The present results indicated that the addition of exogenous ATP was not necessary for transporter function in the perfused human placental cotyledon. Saquinavir and quetiapine were both found to cross the human placenta; transplacental transfer (TPTAUC %) for saquinavir was <0.5% and for quetiapine 3.7%. Pharmacologic blocking of P-gp led to disruption of the blood-placental barrier (BPB) and increased the placental transfer of P-gp substrate, saquinavir, into the fetal circulation by 6- to 8-fold. In reversed perfusions P-gp, MRP1 and possibly OATP2B1 had a negligible role in the fetal-to-maternal transfer of saquinavir. The TPTAUC % of saquinavir was about 100-fold greater from the fetal side to the maternal side compared with the maternal-to-fetal transfer. P-gp activity is not likely to modify the placental transfer of quetiapine. Higher P-gp protein expression levels were associated with the variant allele 3435T, but no correlation was found between the TPTAUC % of saquinavir and placental P-gp protein expression. The present results indicate that P-gp activity drastically affects the fetal exposure to saquinavir, and suggest that pharmacological blockade of the P-gp activity during pregnancy may pose an increased risk for adverse fetal outcome. The blockade of P-gp activity could be used in purpose to obtain higher drug concentration to the fetal side, for example, in prevention (to decrease virus transfer to fetal side) or in treating sick fetus.

Cumulative Costs of Caries Prevention and Treatment in Children - with Special Reference to Work Division and Cohort Effect

Lapsen karieshoidon kustannuskertymän muutokset ja karieshoidon toimintakäytäntöjen yhteys kustannuksiin Tutkimuksen tavoitteena oli mitata terveyskeskuksessa hoidettavien lasten karieshoidon kumulatiivisia kustannuksia ja verrata niitä kahden erilaisen toimintatavan välillä. Lisäksi tarkasteltiin lasten hampaiden terveyttä. Tutkimus tehtiin julkisen palvelutuottajan näkökulmasta. Tutkimusaineisto kerättiin Kemin ja Tornion terveyskeskusten suun terveydenhuollon potilaskertomuksista. Kemin kohortit 1980, 1983 ja 1986 (n = 600) ja Tornion kohortit 1980 ja 1992 (n = 400) edustivat perinteistä ja Kemin kohortit 1989, 1992 ja 1995 (n = 600) uutta toimintatapaa työnjaon ja ehkäisyn ajoituksen suhteen. Kohortteja ja kaupunkeja verrattiin hampaiden terveyden (dmft/DMFT = 0 ja dmft ja DMFT keskiarvot 5 ja 12 vuoden iässä) ja voimavarojen käytön suhteen. Panoskäyttö johdettiin käyntimäärien avulla laskennallisen työajan kautta. Kustannuskertymät muodostettiin käyttämällä henkilöstömenoista laskettuja suorittajakohtaisia yksikkökustannuksia. Panoskäytön ja yksikkökustannusten kautta muodostettiin kustannuskertymät. Kustannusten ja terveysvaikutusten suhteita arvioitiin kustannus-vaikuttavuusanalyysissä. Suuhygienistien työpanosta hyödyntävällä varhaisen ehkäisyn toimintamallilla saavutettiin vähäisemmin kustannuksin alle kouluiässä parempi ja kouluiässä yhtä hyvä hammasterveys kuin perinteisellä, enemmän hammaslääkärien työpanokseen perustuvalla tavalla. Karieksen hoitoon liittyvien käyntien määrä oli nuorimmissa syntymävuosikohorteissa pienempi kuin vanhimmissa kohorteissa. Käynnit hammaslääkärissä vähenivät eniten. Toimintatavalla oli merkittävä vaikutus lapsen karieshoidon kokonaiskustannuksiin. Herkkyysanalyysin mukaan karieshoidon kustannukset olivat työnjakoa hyödyntämällä kolmanneksen pienemmät, kuin jos hoidon suorittajana olisi ollut ainoastaan hammaslääkäri-hoitaja työpari. Lasten karieshoidon kustannusvaikuttavuus kohentui molemmissa terveyskeskuksissa nuoremmissa kohorteissa vanhempiin verrattuna. Suun terveydenhuollon potilaskertomuksia olisi hyödynnettävä toiminnan kehittämisessä. Varhaisen ehkäisyn avulla voitaisiin kaikkien suun terveydenhuollon ammattihenkilöiden työpanos kohdentaa kustannustehokkaasti.

Molecular Characteristics of Neuroblastoma with Special Reference to Novel Prognostic Factors and Diagnostic Applications

Molecular Characteristics of Neuroblastoma with Special Reference to Novel Prognostic Factors and Diagnostic Applications Department of Medical Biochemistry and Genetics Annales Universitatis Turkuensis, Medica-Odontologica, 2009, Turku, Finland Painosalama Oy, Turku, Finland 2009 Background: Neuroblastoma, which is the most common and extensively studied childhood solid cancer, shows a great clinical and biological heterogeneity. Most of the neuroblastoma patients older than one year have poor prognosis despite intensive therapies. The hallmark of neuroblastoma, biological heterogeneity, has hindered the discovery of prognostic tumour markers. At present, few molecular markers, such as MYCN oncogene status, have been adopted into clinical practice. Aims: The aim of the study was to improve the current prognostic methodology of neuroblastoma, especially by taking cognizance of the biological heterogeneity of neuroblastoma. Furthermore, unravelling novel molecular characteristics which associate with neuroblastoma tumour progression and cell differentiation was an additional objective. Results: A new strictly defined selection of neuroblastoma tumour spots of highest proliferation activity, hotspots, appeared to be representative and reliable in an analysis of MYCN amplification status using a chromogenic in situ hybridization technique (CISH). Based on the hotspot tumour tissue microarray immunohistochemistry and high-resolution oligo-array-based comparative genomic hybridization, which was integrated with gene expression and in silico analysis of existing transcriptomics, a polysialylated neural cell adhesion molecule (NCAM) and poorly characterized amplicon at 12q24.31 were discovered to associate with outcome. In addition, we found that a previously considered new neuroblastoma treatment target, the mutated c-kit receptor, was not mutated in neuroblastoma samples. Conclusions: Our studies indicate polysialylated NCAM and 12q24.31 amplicon to be new molecular markers with important value in prognostic evaluation of neuroblastoma. Moreover, the presented hotspot tumour tissue microarray method together with the CISH technique of the MYCN oncogene copy number is directly applicable to clinical use. Key words: neuroblastoma, polysialic acid, neural cell adhesion molecule, MYCN, c-kit, chromogenic in situ hybridization, hotspot

Community-acquired pneumonia in adult patients with special reference to rapid methods for etiological diagnosis

Aikuispotilaan kotisyntyisen keuhkokuumeen etiologinen diagnostiikka mikrobiologisilla pikamenetelmillä Tausta. Keuhkokuume on vakava sairaus, johon sairastuu Suomessa vuosittain n. 60 000 aikuista. Huolimatta siitä, että taudin hoito on kehittynyt, siihen liittyy yhä merkittävä, 6-15%:n kuolleisuus. Alahengitystieinfektion aiheuttajamikrobien tunnistaminen on myös edelleen haasteellista. Tavoitteet. Tämän työn tavoitteena oli tutkia Turun yliopistollisessa keskussairaalassa hoidettujen aikuispotilaiden keuhkokuumeen etiologiaa sekä selvittää uusien mikrobiologisten pikamenetelmi¬en hyödyllisyyttä taudinaiheuttajan toteamisessa. Aineisto. Osatöiden I ja III aineisto koostui 384 Turun yliopistollisen keskussairaalaan infektio-osastolla hoidetusta keuhkokuumepotilaasta. Osatyössä I tutkittiin keuhkokuumeen aiheuttaja¬mikrobeja käyttämällä perinteisten menetelmien lisäksi antigeeniosoitukseen ja PCR-tekniikkaan perustuvia pikamenetelmiä. Osatyö II käsitti 231 potilaasta koostuvan alaryhmän, jossa tutkittiin potilaiden nielun limanäytteestä rinovirusten ja enterovirusten esiintyvyyttä. Osatyössä III potilailta tutkittiin plasman C-reaktiivisen proteiinin (CRP) pitoisuus ensimmäisten viiden sairaalahoitopäi¬vän aikana. Laajoja tilastotieteellisiä analyysejä käyttämällä selvitettiin CRP:n käyttökelpoisuutta sairauden vaikeusasteen arvioinnissa ja komplikaatioiden kehittymisen ennustamisessa. Osatyössä IV 68 keuhkokuumepotilaan sairaalaan tulovaiheessa otetuista näytteistä määritettiin neutrofiilien pintareseptorien ekspressio. Osatyössä V analysoitiin sisätautien vuodeosastoilla vuosina 1996-2000 keuhkokuumepotilaille tehtyjen keuhkohuuhtelunäytteiden laboratoriotutkimustulokset. Tulokset. Keuhkokuumeen aiheuttaja löytyi 209 potilaalta, aiheuttajamikrobeja löydettiin kaikkiaan 230. Näistä aiheuttajista 135 (58.7%) löydettiin antigeenin osoituksella tai PCR-menetelmillä. Suu¬rin osa, 95 (70.4%), todettiin pelkästään kyseisillä pikamenetelmillä. Respiratorinen virus todettiin antigeeniosoituksella 11.1% keuhkokuumepotilaalla. Eniten respiratorisia viruksia löytyi vakavaa keuhkokuumetta sairastavilta potilailta (20.3%). 231 keuhkokuumepotilaan alaryhmässä todettiin PCR-menetelmällä picornavirus 19 (8.2%) potilaalla. Respiratorinen virus löytyi tässä potilasryh¬mässä kaiken kaikkiaan 47 (20%) potilaalta. Näistä 17:llä (36%) löytyi samanaikaisesti bakteerin aiheuttama infektio. CRP-tasot olivat sairaalaan tulovaiheessa merkitsevästi korkeammat vakavaa keuhkokuumetta (PSI-luokat III-V) sairastavilla potilailla kuin lievää keuhkokuumetta (PSI-luokat I-II) sairastavilla potilailla (p <0.001). Yli 100 mg/l oleva CRP-taso neljän päivän kuluttua sairaa¬laan tulosta ennusti keuhkokuumeen komplikaatiota tai huonoa hoitovastetta. Neutrofiilien komple¬menttireseptorin ekspressio oli pneumokokin aiheuttamaa keuhkokuumetta sairastavilla merkitse¬västi korkeampi kuin influenssan aiheuttamaa keuhkokuumetta sairastavilla. BAL-näytteistä vain yhdessä 71:stä (1.3%) todettiin diagnostinen bakteerikasvu kvantitatiivisessa viljelyssä. Uusilla menetelmilläkin keuhkokuumeen aiheuttaja löytyi vain 9.8% BAL-näytteistä. Päätelmät. Uusilla antigeeniosoitus- ja PCR-menetelmillä keuhkokuumeen etiologia voidaan saada selvitettyä nopeasti. Lisäksi näitä menetelmiä käyttämällä taudin aiheuttajamikrobi löytyi huomattavasti suuremmalta osalta potilaista kuin pelkästään tavanomaisia menetelmiä käyttämällä. Pikamenetelmien hyödyllisyys vaihteli taudin vaikeusasteen mukaan. Respiratorinen virus löytyi huomattavan usein keuhkokuumetta sairastavilta potilailta, ja näiden potilaiden taudinkuva oli usein vaikea. Tulovaiheen korkeaa CRP-tasoa voidaan käyttää lisäkeinona arvioitaessa keuhkokuumeen vaikeutta. CRP on erityisen hyödyllinen arvioitaessa hoitovastetta ja riskiä komplikaatioiden ke¬hittymiseen. Neutrofiilien komplementtireseptorin ekspression tutkiminen näyttää lupaavalta pi¬kamenetelmältä erottamaan bakteerien ja virusten aiheuttamat taudit toisistaan. Antimikrobihoitoa saavilla potilailla BAL-tutkimuksen löydökset olivat vähäiset ja vaikuttivat hoitoon vain harvoin.

Physical activity in adolescence - with special reference to cardiovascular health

Liikunta ja sydän- ja verisuoniterveys nuorilla Aikuisiällä ilmenevien sydän- ja verisuonisairauksien kehitys alkaa lapsuudessa. Vähäinen liikunta lisää vaaraa sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin sekä vaikuttaa haitallisesti näiden sairauksien riskitekijöihin läpi elämän. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia nuorten liikuntaa ja sen yhteyttä sydän- ja verisuoniterveyteen. Sydän- ja verisuoniterveyttä tutkittiin riskitekijöiden sekä valtimon laajentumiskyvyn avulla. Tutkittavat koostuivat nuorista, jotka osallistuivat pitkäaikaisen sepelvaltimotaudin ehkäisytutkimuksen (STRIP) 13-vuotistutkimuskäynnille ja jotka raportoivat vapaa-ajan liikuntatottumuksensa (n=560). Liikunnan lisäksi nuorten pituus, paino, verenpaine ja olkavaltimon laajentumiskyky mitattiin sekä analysoitiin laboratorionäytteitä (otettiin verinäyte) ja selvitettiin ruoankäyttöä. Vähäinen vapaa-ajan liikunta oli yleistä etenkin tytöillä. Vapaa-ajallaan vähän liikkuvat pojat viettivät enemmän aikaa televisio- ja tietokoneruudun ääressä kuin vapaa-ajallaan paljon liikkuvat pojat. Äidin, toisin kuin isän, vapaa-ajan liikunta ja paino olivat yhteydessä lapsen vapaa-ajan liikuntaan. Vähän liikkuvat tytöt olivat olleet jo kahden vuoden iästä saakka useammin ylipainoisia kuin runsaammin liikkuvat ikätoverinsa. Sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijöiden kasautuminen oli tavallisempaa vähän kuin paljon liikkuvilla nuorilla. Vähän liikkuvilla pojilla oli lisäksi huonompi olkavaltimon laajentumiskyky kuin paljon liikkuvilla pojilla. Tämä on tärkeä löydös, koska valtimon laajentumiskyky kuvannee sydän- ja verisuoniterveyttä jo ennen rakenteellisten muutosten ilmaantumista. Useat nuoret, etenkin tytöt, liikkuivat vähän vapaa-ajallaan. Vähäisellä vapaa-ajan liikunnalla oli haitallinen yhteys sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijöihin sekä valtimon laajentumiskykyyn. Nuorten kannustaminen liikunnalliseen elämäntapaan on erittäin tärkeää sydän- ja verisuoniterveyden edistämiseksi sekä nuoren että kansanterveyden kannalta.