Molecular mechanisms underlying deficient neurogenesis in Alzheimer’s disease

La neurogenèse est présente, dans le cerveau adulte, dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) encadrant les ventricules latéraux et dans le gyrus dentelé (GD) de l’hippocampe, permettant l’apprentissage, la mémoire et la fonction olfactive. Ces micro-environnements possèdent des signaux contrôlant l’auto-renouvellement des cellules souches neurales (CSN), leur prolifération, leur destin et leur différenciation. Or, lors du vieillissement, les capacités régénératives et homéostatiques et la neurogenèse déclinent. Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA), comme le modèle animal reproduisant cette maladie (3xTg-AD), montrent une accélération des phénotypes liés au vieillissement dont une diminution de la neurogenèse. Notre hypothèse est que la découverte des mécanismes affectant la neurogenèse, lors du vieillissement et de la MA, pourrait fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir le déclin cognitif. Les études sur l’âge d’apparition et les mécanismes altérant la neurogenèse dans la MA sont contrastées et nous ont guidé vers deux études. L’examen des changements dans les étapes de la neurogenèse lors du vieillissement et du développement de la neuropathologie. Nous avons étudié la ZSV, les bulbes olfactifs et le GD de souris femelles de 11 et 18 mois, et l’apparition des deux pathologies associées à la MA : les plaques amyloïdes et les enchevêtrements neurofibrillaires. Nous avons découvert que les souris 3xTg-AD possèdent moins de cellules en prolifération, de progéniteurs et de neuroblastes, induisant une diminution de l’intégration de nouvelles cellules dans le GD et les bulbes olfactifs. Notons que le taux de neurogenèse chez ces souris de 11 mois est similaire à celui des souris de phénotype sauvage de 18 mois, indiquant une accélération des changements liés au vieillissement dans la MA. Dans la ZSV, nous avons aussi démontré une accumulation de gouttelettes lipidiques, suggérant des changements dans l’organisation et le métabolisme de la niche. Enfin, nous avons démontré que le déficit de la neurogenèse apparait lors des premières étapes de la MA, avant l’apparition des plaques amyloïdes et des enchevêtrements neurofibrillaires. A l’examen des mécanismes inhibant la neurogenèse lors de la MA, nous voyons que chez des souris de 5 mois, le déficit de la neurogenèse dans la ZSV et le GD est corrélé avec l’accumulation de lipides, qui coïncide avec l’apparition du déclin cognitif. Nous avons aussi découvert que dans le cerveau humain de patients atteints de la MA et dans les 3xTg-AD, des gouttelettes lipidiques s’accumulaient dans les cellules épendymaires, représentant le principal soutien des CSN de la niche. Ces lipides sont des triglycérides enrichis en acide oléique qui proviennent de la niche et pas d’une défaillance du système périphérique. De plus, l’infusion locale d’acide oléique chez des souris de phénotype sauvage permet de reproduire l’accumulation de triglycérides dans les cellules épendymaires, comme dans la MA. Ces gouttelettes induisent un dérèglement de la voie de signalisation Akt-FoxO3 dans les CSN, menant à l’inhibition de leur activation in vitro et in vivo. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de la régulation de la neurogenèse par le métabolisme lipidique. Nous avons démontré un nouveau mécanisme par lequel l’accumulation des lipides dans la ZSV induit une inhibition des capacités de prolifération et de régénération des CSN lors de la MA. Les travaux futurs permettront de comprendre comment et pourquoi le métabolisme lipidique du cerveau est altéré dans la MA, ce qui pourrait offrir de nouvelles voies thérapeutiques pour la prévention et la régénération.

Approche bayésienne de la construction d'intervalles de crédibilité simultanés à partir de courbes simulées

Ce mémoire porte sur la simulation d'intervalles de crédibilité simultanés dans un contexte bayésien. Dans un premier temps, nous nous intéresserons à des données de précipitations et des fonctions basées sur ces données : la fonction de répartition empirique et la période de retour, une fonction non linéaire de la fonction de répartition. Nous exposerons différentes méthodes déjà connues pour obtenir des intervalles de confiance simultanés sur ces fonctions à l'aide d'une base polynomiale et nous présenterons une méthode de simulation d'intervalles de crédibilité simultanés. Nous nous placerons ensuite dans un contexte bayésien en explorant différents modèles de densité a priori. Pour le modèle le plus complexe, nous aurons besoin d'utiliser la simulation Monte-Carlo pour obtenir les intervalles de crédibilité simultanés a posteriori. Finalement, nous utiliserons une base non linéaire faisant appel à la transformation angulaire et aux splines monotones pour obtenir un intervalle de crédibilité simultané valide pour la période de retour.

Étude du polymorphisme rs3846662 de l’HMGCR dans le cerveau et le système périphérique

Dans cette thèse, l’impact du polymorphisme rs3846662 sur l’épissage alternatif de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A réductase (HMGCR) a été investigué in vivo, chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF) ou de maladie d’Alzheimer (MA). Le premier manuscrit adresse la problématique de la normalisation de la quantification relative des ARNm par PCR quantitative. Les découvertes présentées dans ce manuscrit nous ont permis de déterminer avec un haut niveau de confiance les gènes de référence à utiliser pour la quantification relative des niveaux d’ARNm de l’HMGCR dans des échantillons de sang (troisième manuscrit) et de tissus cérébraux post-mortem (quatrième manuscrit). Dans le deuxième manuscrit, nous démontrons grâce à l’emploi de trois cohortes de patients distinctes, soit la population canadienne française du Québec et les deux populations nord américaines « Alzheimer’s Disease Cooperative Study (ADCS) » et « Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) », que le génotype AA au locus rs3846662 confère à ces porteurs une protection considérable contre la MA. Les femmes porteuses de ce génotype voient leur risque de MA diminuer de près de 50% et l’âge d’apparition de leurs premiers symptômes retarder de 3.6 ans. Les porteurs de l’allèle à risque APOE4 voient pour leur part leurs niveaux de plaques séniles et dégénérescences neurofibrillaires diminuer significativement en présence du génotype AA. Enfin, les individus atteints de déficit cognitif léger et porteurs à la fois de l’allèle APOE4 et du génotype protecteur AA voient leur risque de convertir vers la MA chuter de 76 à 27%. Dans le troisième manuscrit, nous constatons que les individus atteints d’HF et porteurs du génotype AA ont, contrairement au modèle établi chez les gens normaux, des niveaux plus élevés de cholestérol total et de LDL-C avant traitement comparativement aux porteurs de l’allèle G. Le fait que cette association n’est observée que chez les non porteurs de l’APOE4 et que les femmes porteuses du génotype AA présentent à la fois une augmentation des niveaux d’ARNm totaux et une résistance aux traitements par statines, nous indique que ce génotype influencerait non seulement l’épissage alternatif, mais également la transcription de l’HMGCR. Comme une revue exhaustive de la littérature ne révèle aucune étude abondant dans ce sens, nos résultats suggèrent l’existence de joueurs encore inconnus qui viennent influencer la relation entre le génotype AA, l’épissage alternatif et les niveaux d’ARNm de l’HMGCR. Dans le quatrième manuscrit, l’absence d’associations entre le génotype AA et les niveaux d’ARNm Δ13 ou de protéines HMGCR nous suggère fortement que ce polymorphisme est non fonctionnel dans le SNC affecté par la MA. Une étude approfondie de la littérature nous a permis d’étayer cette hypothèse puisque les niveaux de HNRNPA1, la ribonucléoprotéine influencée par l’allèle au locus rs3846662, sont considérablement réduits dans la MA et le vieillissement. Il est donc proposé que les effets protecteurs contre la MA associés au génotype AA soient le résultat d’une action indirecte sur le processus physiopathologique.

Gamma stochastic volatility models

This paper presents gamma stochastic volatility models and investigates its distributional and time series properties. The parameter estimators obtained by the method of moments are shown analytically to be consistent and asymptotically normal. The simulation results indicate that the estimators behave well. The insample analysis shows that return models with gamma autoregressive stochastic volatility processes capture the leptokurtic nature of return distributions and the slowly decaying autocorrelation functions of squared stock index returns for the USA and UK. In comparison with GARCH and EGARCH models, the gamma autoregressive model picks up the persistence in volatility for the US and UK index returns but not the volatility persistence for the Canadian and Japanese index returns. The out-of-sample analysis indicates that the gamma autoregressive model has a superior volatility forecasting performance compared to GARCH and EGARCH models.

Studies on Inventory with Positive Service Time Under Local Purchase Driven by N/T- Policy

In this thesis, certain continuous time inventory problems with positive service time under local purchase guided by N/T-policy are analysed. In most of the cases analysed, we arrive at stochastic decomposition of system states, that is, the joint distribution of the system states is obtained as the product of marginal distributions of the components. The thesis is divided into ve chapters

Gait Analysis for Classification

This thesis describes a representation of gait appearance for the purpose of person identification and classification. This gait representation is based on simple localized image features such as moments extracted from orthogonal view video silhouettes of human walking motion. A suite of time-integration methods, spanning a range of coarseness of time aggregation and modeling of feature distributions, are applied to these image features to create a suite of gait sequence representations. Despite their simplicity, the resulting feature vectors contain enough information to perform well on human identification and gender classification tasks. We demonstrate the accuracy of recognition on gait video sequences collected over different days and times and under varying lighting environments. Each of the integration methods are investigated for their advantages and disadvantages. An improved gait representation is built based on our experiences with the initial set of gait representations. In addition, we show gender classification results using our gait appearance features, the effect of our heuristic feature selection method, and the significance of individual features.

Análisis comparativo de remoción de la membrana limitante interna en agujeros maculares con y sin azul tripan

Objetivo: comparar los resultados anatómicos y funcionales de los pacientes con Agujero Macular idiopático estadíos II, III y IV de Gass, quienes fueron sometidos a cirugía vitreoretiniana, con y sin uso de Azul Tripan, para la remoción de la Membrana Limitante Interna, en la Fundación Oftalmológica Nacional, Bogotá, Colombia, a partir de la revisión de historias clínicas de pacientes operados entre Enero de 2006 y Noviembre de 2009 Métodos: se realizó un estudio de cohorte retrospectivo, Los registros de historias clínicas de 32 pacientes operados de agujero macular idiopático fueron recolectados retrospectivamente a partir de 3 cirujanos. A todos los pacientes se les había realizado vitrectomía vía pars plana, se dividieron en 2 grupos aquellos con remoción de la MLI asistida con azul tripan y sin ésta. Se evaluaron variables, preoperatorias, intraoperatorias y postoperatorias. Resultados: la edad media de presentación del agujero macular fue de 61,33 años, la agudeza visual postoperatoria presentó diferencia entre los 2 grupos (p=0,008), la obtención del cierre del agujero macular utilizando azul tripan para la remoción de la membrana limitante interna no fue estadísticamente significativa (p=0,383) Conclusiones: la agudeza visual postoperatoria mejora, en los pacientes en quienes se utiliza el azul tripan para asistir la remoción de la MLI, en pacientes con agujeros maculares, en nuestro estudio la mejoría de la agudeza visual fue en promedio de 0,143. 2. No hubo diferencias entre los grupos estudiados con respecto al cierre anatómico primario del agujero macular. Se recomienda realizar estudios prospectivos, longitudinales para evaluar la asociación entre agujeros maculares, cierre anatómico primario y agudeza visual con el uso de azul tripan.

Comparación de CPRE temprana y tardia en pacientes con pancreatitis aguda severa de origen biliar

INTRODUCCION: La obstrucción biliar es la principal causa de pancreatitis aguda y su curso es moderado a leve aunque un 20% desarrollan formas severas. La remoción de los cálculos por CPRE se ha empleado como terapéutica aunque su rol es controversial y no se ha demostrado su utilidad en forma temprana. El propósito de este estudio es observar la evolución de los pacientes con PASB en quienes se realice CPRE con respecto al curso de la enfermedad. METODOLOGIA: Estudio retrospectivo observacional descriptivo en pacientes con PASB llevados a CPRE. Entre junio y octubre de 2012 se encontraron 72 pacientes con PASB y patrón biliar obstructivo, 49 (68.06%) en los cuales se realizo de forma temprana (antes de 72 horas) y 23 (31,94 %) de forma tardía (después de las 72 horas). RESULTADOS: No se encontraron diferencias en la morbilidad entre los dos grupos observados. Se encontró una mayor incidencia de PASB en mujeres, no hubo complicaciones asociadas al procedimiento y no hubo mortalidad asociada en ninguno de los grupos. DISCUSION: El estudio no muestra que la realización de CPRE tardía influya de forma desfavorable en los pacientes con PASB. Se encontró mayor incidencia de PASB en mujeres y edad media de 61 años. Deben realizarse mas estudios como el presente con un mayor número de pacientes para demostrar que no hay aumento en la morbimortalidad en los pacientes que sean llevados a CPRE después de 72 horas de inicio de los síntomas y poder generar recomendaciones de manejo locales.

Escore port modificado como predictor de mortalidad en pacientes con patología quirúrgica

Las decisiones terapéuticas en los hospitales están basadas en su nivel de complejidad más que en las condiciones particulares de cada paciente. No existen escalas de evaluación universales y reproducibles que permitan estratificar a los pacientes de acuerdo a su estado y riesgo de mortalidad y consecuentemente tomar decisiones. En el hospital Universitario Mayor hemos diseñado una escala basada en la escala PSI/PORT para clasificar a nuestros pacientes. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de cohortes retrospectivas en el cual se aplicó la escala PORT modificada en pacientes quirúrgicos egresados vivos y fallecidos. Se evaluó cada una de las variables de la escala y su asociación con la muerte por medio de tablas de chi cuadrado y análisis de regresión logística. Se analizaron tablas de sensibilidad y especificidad de la escala y se determinó el índice de correlación de la misma. Resultados: La escala PORT modificada tiene una alta correlación con el riesgo de mortalidad en pacientes quirúrgicos según nuestro estudio. Sin embargo, dicha correlación es menor que la encontrada en un estudio previo realizado en pacientes con patología médica. Discusión: Se puede estratificar a los pacientes con patología quirúrgica por medio de la escala PORT modificada. Se recomienda aplicar la escala a un grupo mayor de pacientes con patología médica y quirúrgica e incluir en la escala una variable que implique el tiempo de evolución de la enfermedad.

Identificación y caracterización de las mutaciones en el gen GAA en pacientes colombianos afectados por la enfermedad de Pompe

La Enfermedad de Pompe (EP) es un desorden metabólico caracterizado por la deficiencia de alfa-glucosidasa acida (GAA), una enzima que cataliza la hidrolisis de las uniones glucosidicas α-1.4 y α-1,6 de glucógeno. Esta deficiencia resulta en acumulación de glucógeno en todos los tejidos, especialmente en musculo esquelético. Los pacientes con EP muestran un gran espectro de fenotipos con respecto a la edad de inicio, progresión de la enfermedad, severidad y tasa de progresión a muerte. El curso clínico de la enfermedad es principalmente determinado por la naturaleza de las variaciones genéticas de GAA quellevan a diferentes grados de deficiencia enzimática. Hasta la fecha alrededor de 400 distintas variaciones en la secuencia de GAA han sido descritas, y en algunos casos la correlación genotipo-fenotipo no es claramente evidente. En este estudio se describe el primer análisis genético y clínico de pacientes colombianos con EP en 13 individuos afectados. La secuenciación directa del gen GAA, revelo ocho distintas mutaciones relacionadas con la etiología de EP incluyendo dos nuevas mutaciones missense c.1106T>C (p.Leu369Pro) y c.2236T >C (p. Trp746Arg). Estudios funcionales in vitro mostraron que los cambios estructurales conferidos por ambas mutaciones no inhiben la síntesis del precursor de GAA de 110 KD pero afectan el procesamiento y el transporte intra-celular de la proteína.

Factores asociados con el tiempo de consulta a urgencias en pacientes con infarto agudo de miocardio

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo, siendo la enfermedad coronaria, la más representativa. Con los avances en tratamientos invasivos, se ha logrado disminuir la morbi-mortalidad global, siendo crucial el tiempo de realización de dichas terapias desde el tiempo de inicio de los síntomas. Por tanto es necesario determinar los factores relacionados con la tardanza en la búsqueda de atención. METODOLOGIA: Estudio observacional analítico transversal, en pacientes hospitalizados por evento coronario agudo en un hospital universitario de tercer nivel en Bogotá durante 6 meses. El tiempo de consulta se dicotomizó entre menor igual y mayor a 6 horas desde el inicio de los síntomas, se realizaron análisis bivariados y de regresión logística para evaluar asociación ente las variables estudiadas con el tiempo de consulta. RESULTADOS: 100 pacientes se incluyeron en el estudio, con edad promedio de 68 años. La mayoría con algún grado de educación, con estado civil casado/unión libre y antecedente de hipertensión arterial (HTA). El tiempo promedio de consulta fue 14 horas, con un 48% antes de 6 horas. Existió una tendencia del estado civil, tipo trasporte, antecedente de HTA y hora de inicio de síntomas con el consultar tempranamente DISCUSION: En esta población se encontró un retraso importante en el tiempo de consulta en paciente con infarto de miocardio, con factores que pueden estar relacionados y serían sujetos de intervención en la atención primaria de estos pacientes. Se requieren estudios con mayor población para validar los resultados acá encontrados.

Prevalencia de los trastornos de voz ocupacionales en los docentes de dos instituciones educativas de nivel superior en Colombia en el año 2013-2014

Resumen: En la población docente, el uso de la voz como principal herramienta del trabajo por su esfuerzo constante y prolongado constituye el principal factor de riesgo para padecer trastornos de la voz, concomitante con otros factores que inciden en la presentación de estas patologías. Objetivo: Determinar la prevalencia de los trastornos en la voz y sus factores asociados de la población docente de dos instituciones de educación superior (IES) en Colombia y los factores de riesgo asociados. Materiales y métodos: Se realizó un estudio descriptivo de tipo transversal, en el que participaron 149 docentes de dos IES (instituciones de educación superior) de dos ciudades de Colombia. Se aplicó un cuestionario sustentado en el Modelo de Técnicas Foniátricas para Prevenir la Disfonía en Profesores de Secundaria en Portugal y validado por la escuela de Medicina y Ciencias de la Salud, programa de fonoaudiología de la Universidad del Rosario con el trabajo denominado “La Voz como herramienta de trabajo” para Colombia; el cual indagaba los factores riesgo asociados al uso de la voz en el quehacer docente. Se realizó un análisis descriptivo de las variables cualitativas con frecuencias absolutas y porcentajes, medidas de tendencia central, promedio y mediana, de dispersión y desviación estándar. La información recolectada fue analizada con el software SPSS.PASW 18. La correlación entre las variables dependientes y las independientes, se realizaron con el coeficiente no-paramétrico de Spearman y la asociación con la prueba Ji-cuadrado de Pearson o el test exacto de Fisher (valores esperados < 5). Se evaluaron las distribuciones de las variables ordinales de las variables de problemas de la voz con el género, con la prueba no-paramétrica exacta de Mann Whitney. Las pruebas estadísticas se evaluaron a un nivel de significancia del 5% (p<0.05). Resultados: El promedio de edad fue de 36±11.7 años, con un rango que varió entre 25 y 68 años. El género más frecuente fue el masculino con 57,0% de participación. Los datos presentados se dan como resultado de las respuestas a tres preguntas indicativas de los trastornos de voz, las cuales no fueron respondidas por la totalidad de los docentes, por esta razón los datos se presentan así t= número total de personas que respondieron la pregunta y n= número de personas que respondieron afirmativamente. La prevalencia de alteración de voz fue del 63,4% (t=82; n=52), de disminución en el volumen de su voz de 57,3% (t=122; n=70) y cansancio laríngeo en el 76,8% (t=121; n=93). El cansancio laríngeo fue significativamente mayor en los hombres que en las mujeres (p=0.026, Test Mann Whitney exacto a una cola), con algunos hábitos de voz como el realizar esfuerzos en el cuello al hablar (rs = 0,461; p< 0,001) y con la dificultad para inhalar o exhalar aire al hablar (rs = 0,368; p<0.001), con el ruido de fondo (rs =0,361, p<0,001), al permanecer en ambientes contaminados con polvo y humedad (rs=0,311; p=0.001), con sufrir de estrés representado por dolor cervical en espalda y hombros (rs=0,349, p<0.001), y con los problemas familiares (rs= 0,397; p<0.001). Al analizar con la disminución del volumen de voz durante la práctica docente, las correlaciones más significativas mostradas fue estadísticamente mayor entre los hombres que en las mujeres (p=0.006, Test Mann Whitney exacto a una cola), con el esfuerzo cervical para hablar (rs =:0,596, p=<,001), y con el presentar dificultad para inhalar/exhalar aire al usar la voz (rs =0,508, p<,001), con la exposición a ruido de fondo (rs=0,204, p=0,030), ambientes contaminados con polvo y humedad (rs:=305, p<,001), con el estrés (rs =0,316, p=0,001), con los problemas familiares (rs =0,560, p<,001) y en las mujeres con la alteración de la voz en presencia de la menstruación (rs =0,751, p=0,000). Por último, se correlacionó con las alteraciones de voz durante la exposición laboral en la que se mostró mayor correlación en las mujeres que en los hombres (p=0.001, Test Mann Whitney exacto a una cola). Se mostró correlación directa con el no realizar pausas al hablar (rs=0,337, p<0,001), con toser para aclarar la voz (rs =0,349, p=0,001), y con el uso de la voz grave (rs =0,975; p=,004) ,con la presencia de ruido de fondo mientras se dicta clase (rs =0,370, p=0,001) con el permanecer en ambientes contaminados con polvo y humedad (rs =0,253,p=,023), con los síntomas cervicales asociados al estrés (rs=0,323, p=0,003), e inversa con los cambios en tono y volumen de la voz en presencia de menstruación en las mujeres (rs=-0,414,p=,017). Conclusiones: Con los hallazgos encontrados en este estudio es importante reconocer que en las características demográficas, se encontró que el género masculino refirió mayor cantidad de problemas de voz. Para las características laborales la antigüedad ocupacional es factor principal que incide en los problemas de voz; en el análisis de las características demográfico– laborales en las variables analizadas, el grupo etario que reporto cansancio laríngeo se encontraba entre los 36 a 45 años de edad, y los que referían un tiempo de exposición ocupacional mayor a 6 y menor a 15 años. En cuanto a los factores ambientales se identificó que la asociación más significativa está relacionada con estar sometido a cambios bruscos de temperatura, estar expuesto a ruido de fondo durante su labor y finalmente a permanecer en ambientes contaminados. Por ultimo al analizar las alteraciones de la voz con las características personales de los docentes, se observó que el estrés y los problemas familiares inciden de forma significativa en estas patologías. Con estos resultados se recomienda establecer un sistema de vigilancia epidemiológica en las IES, donde se capacite integralmente a los docentes en cuanto a los factores de riesgo personales y de hábitos de voz, además de supervisar y adecuar los factores ambientales que inciden en la presentación de trastornos de voz para evitar la presentación de estas patologías.

Option pricing in market models driven by telegraph processes with jumps

Esta tesis está dividida en dos partes: en la primera parte se presentan y estudian los procesos telegráficos, los procesos de Poisson con compensador telegráfico y los procesos telegráficos con saltos. El estudio presentado en esta primera parte incluye el cálculo de las distribuciones de cada proceso, las medias y varianzas, así como las funciones generadoras de momentos entre otras propiedades. Utilizando estas propiedades en la segunda parte se estudian los modelos de valoración de opciones basados en procesos telegráficos con saltos. En esta parte se da una descripción de cómo calcular las medidas neutrales al riesgo, se encuentra la condición de no arbitraje en este tipo de modelos y por último se calcula el precio de las opciones Europeas de compra y venta.

Fuzzy set Theory and Quantum Chemistry

Es discuteixen breument algunes consideracions sobre l'aplicació de la Teoria dels Conjunts difusos a la Química quàntica. Es demostra aqui que molts conceptes químics associats a la teoria són adequats per ésser connectats amb l'estructura dels Conjunts difusos. També s'explica com algunes descripcions teoriques dels observables quàntics es potencien tractant-les amb les eines associades als esmentats Conjunts difusos. La funció densitat es pren com a exemple de l'ús de distribucions de possibilitat al mateix temps que les distribucions de probabilitat quàntiques

Estimating uncertainty in terrestrial critical loads and their exceedances at four sites in the UK

Critical loads are the basis for policies controlling emissions of acidic substances in Europe and elsewhere. They are assessed by several elaborate and ingenious models, each of which requires many parameters, and have to be applied on a spatially-distributed basis. Often the values of the input parameters are poorly known, calling into question the validity of the calculated critical loads. This paper attempts to quantify the uncertainty in the critical loads due to this "parameter uncertainty", using examples from the UK. Models used for calculating critical loads for deposition of acidity and nitrogen in forest and heathland ecosystems were tested at four contrasting sites. Uncertainty was assessed by Monte Carlo methods. Each input parameter or variable was assigned a value, range and distribution in an objective a fashion as possible. Each model was run 5000 times at each site using parameters sampled from these input distributions. Output distributions of various critical load parameters were calculated. The results were surprising. Confidence limits of the calculated critical loads were typically considerably narrower than those of most of the input parameters. This may be due to a "compensation of errors" mechanism. The range of possible critical load values at a given site is however rather wide, and the tails of the distributions are typically long. The deposition reductions required for a high level of confidence that the critical load is not exceeded are thus likely to be large. The implication for pollutant regulation is that requiring a high probability of non-exceedance is likely to carry high costs. The relative contribution of the input variables to critical load uncertainty varied from site to site: any input variable could be important, and thus it was not possible to identify variables as likely targets for research into narrowing uncertainties. Sites where a number of good measurements of input parameters were available had lower uncertainties, so use of in situ measurement could be a valuable way of reducing critical load uncertainty at particularly valuable or disputed sites. From a restricted number of samples, uncertainties in heathland critical loads appear comparable to those of coniferous forest, and nutrient nitrogen critical loads to those of acidity. It was important to include correlations between input variables in the Monte Carlo analysis, but choice of statistical distribution type was of lesser importance. Overall, the analysis provided objective support for the continued use of critical loads in policy development. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.