Anti-hypotensive treatment and endothelin blockade synergistically antagonize exercise fatigue in rats under simulated high altitude.

Rapid ascent to high altitude causes illness and fatigue, and there is a demand for effective acute treatments to alleviate such effects. We hypothesized that increased oxygen delivery to the tissue using a combination of a hypertensive agent and an endothelin receptor A antagonist drugs would limit exercise-induced fatigue at simulated high altitude. Our data showed that the combination of 0.1 mg/kg ambrisentan with either 20 mg/kg ephedrine or 10 mg/kg methylphenidate significantly improved exercise duration in rats at simulated altitude of 4,267 m, whereas the individual compounds did not. In normoxic, anesthetized rats, ephedrine alone and in combination with ambrisentan increased heart rate, peripheral blood flow, carotid and pulmonary arterial pressures, breathing rate, and vastus lateralis muscle oxygenation, but under inspired hypoxia, only the combination treatment significantly enhanced muscle oxygenation. Our results suggest that sympathomimetic agents combined with endothelin-A receptor blockers offset altitude-induced fatigue in rats by synergistically increasing the delivery rate of oxygen to hypoxic muscle by concomitantly augmenting perfusion pressure and improving capillary conductance in the skeletal muscle. Our findings might therefore serve as a basis to develop an effective treatment to prevent high-altitude illness and fatigue in humans.

Olfactory Receptor Subgenomes Linked with Broad Ecological Adaptations in Sauropsida.

Olfactory receptors (ORs) govern a prime sensory function. Extant birds have distinct olfactory abilities, but the molecular mechanisms underlining diversification and specialization remain mostly unknown. We explored OR diversity in 48 phylogenetic and ecologically diverse birds and 2 reptiles (alligator and green sea turtle). OR subgenomes showed species- and lineage-specific variation related with ecological requirements. Overall 1,953 OR genes were identified in reptiles and 16,503 in birds. The two reptiles had larger OR gene repertoires (989 and 964 genes, respectively) than birds (182-688 genes). Overall, birds had more pseudogenes (7,855) than intact genes (1,944). The alligator had significantly more functional genes than sea turtle, likely because of distinct foraging habits. We found rapid species-specific expansion and positive selection in OR14 (detects hydrophobic compounds) in birds and in OR51 and OR52 (detect hydrophilic compounds) in sea turtle, suggestive of terrestrial and aquatic adaptations, respectively. Ecological partitioning among birds of prey, water birds, land birds, and vocal learners showed that diverse ecological factors determined olfactory ability and influenced corresponding olfactory-receptor subgenome. OR5/8/9 was expanded in predatory birds and alligator, suggesting adaptive specialization for carnivory. OR families 2/13, 51, and 52 were correlated with aquatic adaptations (water birds), OR families 6 and 10 were more pronounced in vocal-learning birds, whereas most specialized land birds had an expanded OR family 14. Olfactory bulb ratio (OBR) and OR gene repertoire were correlated. Birds that forage for prey (carnivores/piscivores) had relatively complex OBR and OR gene repertoires compared with modern birds, including passerines, perhaps due to highly developed cognitive capacities facilitating foraging innovations.

RED COATS AND WILD BIRDS: MILITARY CULTURE AND ORNITHOLOGY ACROSS THE NINETEENTH-CENTURY BRITISH EMPIRE

“Red coats and wild birds: military culture and ornithology across the nineteenth-century British Empire” investigates the intersections between British military culture and the practices and ideas of ornithology, with a particular focus on the British Mediterranean. Considering that British officers often occupied several imperial sites over the course of their military careers, to what extent did their movements shape their ornithological knowledge and identities at “home” and abroad? How did British military naturalists perceive different local cultures (with different attitudes to hunting, birds, field science, etc.) and different local natures (different sets of birds and environments)? How can trans-imperial careers be written using not only textual sources (for example, biographies and personal correspondence) but also traces of material culture? In answering these questions, I centre my work on the Mediterranean region as a “colonial sea” in the production of hybrid identities and cultural practices, and the mingling of people, ideas, commodities, and migratory birds. I focus on the life geographies of four military officers: Thomas Wright Blakiston, Andrew Leith Adams, L. Howard Lloyd Irby, and Philip Savile Grey Reid. By the mid-nineteenth century, the Mediterranean region emerged as a crucial site for the security of the British “empire route” to India and South Asia, especially with the opening of the Suez Canal in 1869. Military stations served as trans-imperial sites, connecting Britain to India through the flow of military manpower, commodities, information, and bodily experiences across the empire. By using a “critical historical geopolitics of empire” to examine the material remnants of the “avian imperial archive,” I demonstrate how the practices and performances of British military field ornithology helped to: materialize the British Mediterranean as a moral “semi-tropical” place for the physical and cultural acclimatization of British officers en route to and from India; reinforce imperial presence in the region; and make “visible in new ways” the connectivity of North Africa to Europe through the geographical distribution of birds. I also highlight the ways in which the production of ornithological knowledge by army officers was entwined with forms of temperate martial masculinity.

Osmoregulatory traits of broad-toothed field mouse (Apodemus mystacinus) populations from different habitats

One mechanism for physiological adjustment of small mammals to different habitats and different seasons is by seasonal acclimatization of their osmoregulatory system. We examined the abilities of broad-toothed field mice (Apodemus mystacinus) from different ecosystems ('sub-alpine' and 'Mediterranean') to cope with salinity stress under short day (SD) and long day (W) photoperiod regimes. We compared urine volume, osmolarity, urea and electrolyte (sodium, potassium and chloride) concentrations. Significant differences were noted in the abilities of mice from the two ecosystems to deal with salinity load; in particular sub-alpine mice produced less concentrated urine than Mediterranean mice with SD- sub-alpine mice seeming to produce particularly dilute urine. Urea concentration generally decreased with increasing salinity, whereas sodium and potassium levels increased, however SD- sub-alpine mice behaved differently and appeared not to be able to excrete electrolytes as effectively as the other groups of mice. Differences observed provide an insight into the kinds of variability that are present within populations inhabiting different ecosystems, thus how populations may be able to respond to potential changes in their environment. Physiological data pertaining to adaptation to increased xeric conditions, as modelled by A. mystacinus, provides valuable information as to how other species may cope with potential climatic challenges.

Teaching the physiology of adaptation to hypoxic stress with the aid of a classic paper on high altitude by Houston and Riley

Many pathological conditions exist where tissues exhibit hypoxia or low oxygen tension. Hypoxic hypoxia arises when there is a reduction in the amount of oxygen entering the blood and occurs in healthy people at high altitude. In 1946, research sponsored by the United States Navy led to the collection and subsequent publication of masses of data demonstrating the physiological consequences and adaptations of ascent to high altitude. This article describes how a figure from a 1947 paper from the American Physiological Society Legacy collection (Houston CS, Riley RL. Respiratory and circulatory changes during acclimatization to high altitude. Am J Physiol 149: 565-588) may be used to allow students to review their understanding of some of the generalized effects of hypoxia on the body. In particular, this figure summarizes some of the adaptive responses that take place in the oxygen transport system as a consequence of prolonged hypoxia.

Estratégias para a valorização do coberto vegetal da Ilha de Porto Santo

No presente trabalho desenvolveram-se estudos visando a valorização do coberto vegetal da Ilha de Porto Santo, através de duas metodologias de investigação complementares: a) preservação e reintrodução na Ilha de uma espécie endémica e em risco do Arquipélago da Madeira (Olea maderensis) e de uma espécie naturalizada (Olea europaea ssp. europaea var. sylvestris), recorrendo para o efeito a técnicas de biotecnologia (micropropagação); b) análise da percepção da comunidade local e visitante sobre o fenómeno da desertificação e a valorização do coberto vegetal bem como a sua aceitação relativamente à aplicação de técnicas de biotecnologia (para micropropagar e reintroduzir espécies de oliveira na Ilha) para minimização do processo de desertificação. A dissertação estrutura-se em quatro partes principais. A Parte I caracteriza a Ilha de Porto Santo em termos geográficos, geológicos, climáticos, sócio-economicos e do uso do solo. Enquadra, ainda, o problema da desertificação, através da caracterização/evolução do coberto vegetal ao longo dos anos. Finalmente apresentam-se os objectivos gerais deste estudo. A Parte II centra-se no desenvolvimento de metodologias no âmbito da biotecnologia vegetal para propagação de espécies de O. maderensis e O. europaea ssp. europaea var. sylvestris. em larga escala. Esta parte está dividida em seis capítulos. O Capítulo II.1 aborda a distribuição geográfica das espécies de oliveira e faz uma revisão bibliográfica dos aspectos mais importantes da micropropagação de oliveira (O. europaea L.), principalmente através da micropropagação por estimulação de gomos axilares. No final deste capítulo apresentam-se os objectivos específicos desta investigação. No Capítulo II.2 faz-se a caracterização genética de genótipos de O. maderensis do Arquipélago da Madeira através da análise da ploidia e do conteúdo em DNA por citometria de fluxo (FCM) e através da detecção de polimorfismos por análise de microssatélites (SSR). Nesta análise usaram-se ainda outros genótipos, nomeadamente: O. europaea ssp. europaea var. sylvestris, O. cerasiformes e O. europaea ssp. europaea var. europaea. Este estudo contribuiu para uma melhor caracterização desta espécie e permitiu a detecção de um nível de ploidia novo no género Olea (tetraploidia). O Capítulo II.3 descreve a optimização das condições de cultura in vitro (e.g. desinfecção, meio de cultura e enraizamento) para propagar e preservar a O. maderensis. Avalia-se ainda a “performance” dos rebentos in vitro (taxas de crescimento, avaliação da aparência das folhas e estudos fisiológicos), de modo a confirmar a optimização das condições de propagação. Neste capítulo define-se um meio novo (OMG) para propagação desta espécie endémica. O Capítulo II.4 descreve dois protocolos de micropropagação e aclimatização de ambas as espécies (O. maderensis e O. europaea ssp. europaea var. sylvestris) e a qualidade das plantas (“true-to-type”) é avaliada através da possível ocorrência de variabilidade genética através de FCM (ploidia) e SSRs. O Capítulo II.5 descreve um protocolo eficiente de aclimatização ao campo de O. maderensis e avalia a “performance” das plantas micropropagadas no campo através da análise de parâmetros fisiológicos durante o processo. O Capítulo II.6 apresenta os estudos em curso relativamente às plantas de O. maderensis em aclimatização no campo, bem como a introdução de plantas micropropagadas num outro local da Ilha com um maior grau de degradação dos solos. Estas estratégias estão a ser aplicadas juntamente com a DRFRAM, no âmbito de programas de florestação em curso. Finalmente é realçada a necessidade de estudos semelhantes com outras espécies nativas. Na Parte III, são apresentados os estudos sobre a percepção da comunidade local relativamente à valorização do coberto vegetal para a minimização dos processos de degradação dos solos/desertificação. A introdução faz o enquadramento teórico sobre o fenómeno da desertificação, particularmente na Ilha de Porto Santo e sobre a percepção social da desertificação. São ainda apresentados os objectivos específicos desta investigação. A metodologia adoptada recorreu à aplicação de inquéritos por questionário à população residente e aos visitantes da Ilha de Porto Santo e ainda a realização de inquéritos por entrevista a algumas entidades e especialistas. Estes estudos permitiram verificar que existe uma nítida consciência da situação de risco da ilha, das medidas tomadas e a tomar e da premência da resolução do problema. Face ao recurso de estratégias alternativas envolvendo biotecnologia, e apesar de existir algum desconhecimento, concluiu-se ainda que a população manifesta aceitação, desde que essas estratégias valorizem o coberto vegetal e, assim, ajudem a combater a degradação biofísica dos solos. Finalmente são apresentadas as conclusões e algumas recomendações. Na Parte IV apresentam-se as conclusões gerais e perspectivas futuras, onde o potencial ambiental destas oliveiras bravas micropropagadas é destacado, bem como é considerado o alargamento da aplicação destas estratégias a outras espécies indígenas em risco, nesta Ilha (e noutros locais). São ainda resumidas as principais visões da população e das entidades e dos especialistas que poderão contribuir para apoiar a elaboração de medidas de mitigação e prevenção no combate ao processo de degradação dos solos/desertificação em curso.

Structural and chemical characterization of corals grown under present day and naturally elevated pCO2 conditions in Papua New Guinea - a window into the future

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Climatização passiva em edifício de serviços

Dissertação Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil no Ramo de Edificações

Host-symbiont interactions in the deep-sea vent mussel Bathymodiolus azoricus : a molecular approach

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar, especialidade de Biologia Marinha, 19 de Dezembro de 2015, Universidade dos Açores.

Projecto integrado de AVAC e outras especialidades para um edifício com necessidades quase nulas de energia

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Cholesterol-Independent Effects of Methyl-b- Cyclodextrin on Chemical Synapses

The cholesterol chelating agent, methyl-b-cyclodextrin (MbCD), alters synaptic function in many systems. At crayfish neuromuscular junctions, MbCD is reported to reduce excitatory junctional potentials (EJPs) by impairing impulse propagation to synaptic terminals, and to have no postsynaptic effects. We examined the degree to which physiological effects of MbCD correlate with its ability to reduce cholesterol, and used thermal acclimatization as an alternative method to modify cholesterol levels. MbCD impaired impulse propagation and decreased EJP amplitude by 40% (P,0.05) in preparations from crayfish acclimatized to 14uC but not from those acclimatized to 21uC. The reduction in EJP amplitude in the cold-acclimatized group was associated with a 49% reduction in quantal content (P,0.05). MbCD had no effect on input resistance in muscle fibers but decreased sensitivity to the neurotransmitter L-glutamate in both warm- and coldacclimatized groups. This effect was less pronounced and reversible in the warm-acclimatized group (90% reduction in cold, P,0.05; 50% reduction in warm, P,0.05). MbCD reduced cholesterol in isolated nerve and muscle from cold- and warmacclimatized groups by comparable amounts (nerve: 29% cold, 25% warm; muscle: 20% cold, 18% warm; P,0.05). This effect was reversed by cholesterol loading, but only in the warm-acclimatized group. Thus, effects of MbCD on glutamatesensitivity correlated with its ability to reduce cholesterol, but effects on impulse propagation and resulting EJP amplitude did not. Our results indicate that MbCD can affect both presynaptic and postsynaptic properties, and that some effects of MbCD are unrelated to cholesterol chelation.

Épidémiologie du syndrome reproducteur et respiratoire porcin dans deux régions de densités porcines différentes au Québec

Le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est actuellement l’une des principales menaces pour la santé des troupeaux porcins. Les multiples voies de transmission complexifient l’épidémiologie de l’infection et en font une maladie particulièrement difficile à contrôler. L’objectif général de ce projet de recherche était de déterminer les facteurs associés au statut SRRP des sites de production afin de mieux comprendre l’épidémiologie de cette maladie au sein de deux régions du Québec ayant des densités porcines différentes. Les stratégies d’introduction des cochettes de remplacement ont d’abord été examinées. Des lacunes importantes ont été identifiées représentant un risque potentiel pour l’introduction du virus ou pour la recirculation d’une souche endémique au sein d’un troupeau reproducteur. Ainsi, appliquée à titre de stratégie de contrôle, l’acclimatation s’est révélée particulièrement problématique. Les principes de base étaient peu respectés, pouvant donc avoir un impact négatif considérable sur la circulation virale au sein du troupeau et potentiellement sur le voisinage immédiat. La fréquence de plusieurs mesures de biosécurité externe a ensuite été évaluée, permettant d’identifier certains problèmes dont ceux touchant principalement les mesures d’hygiène relatives au protocole d’entrée. Des différences de fréquence entre les régions et les types de production ont également été notées, ce qui peut orienter les interventions de rehaussement. Une classification multivariée a permis de grouper les sites en différents patrons de biosécurité pour constituer par le fait même un index de biosécurité. Cette étape a permis d’évaluer l’association entre certaines caractéristiques de l’élevage et le niveau de biosécurité indiqué par l’index. La distribution géographique des patrons au sein des deux régions, couplée à la détection d’agrégats spatiaux de sites ayant un patron similaire, a également permis de cibler davantage les interventions en fonction de la localisation des sites. Suite à l’investigation du statut SRRP des sites, une prévalence apparente très élevée a été obtenue pour les deux régions, complexifiant le contrôle de la maladie. L’étude de facteurs de risque dans la région de densité modérée a mis en évidence quatre facteurs associés au statut SRRP positif des sites, soit un inventaire important, la proximité du site porcin immédiat, l’absence de douche ainsi que le libre accès au site par l’équarrisseur. Une action préventive intégrant des mesures de biosécurité spécifiques peut donc être entreprise directement à la ferme au regard des deux derniers facteurs. Le fait d’utiliser un index de biosécurité plutôt que des mesures de biosécurité spécifiques a également été évalué. Les résultats ne supportent pas l’index global dans l’évaluation de l’association entre la biosécurité et le statut SRRP des sites de production. Finalement, la corrélation entre les distances génétique, euclidienne et temporelle des souches de SRRP, considérant également l’appartenance au même ou à des propriétaires différents, a été évaluée au sein de la région de haute densité. Une corrélation positive entre la distance génétique et euclidienne observée jusqu’à 5 km a souligné l’importance de la propagation régionale impliquant les aérosols, les insectes, d’autres espèces animales ou les objets inanimés. De plus, les souches génétiquement similaires appartenaient davantage à des sites ayant le même propriétaire, ce qui sous-tend des mécanismes de transmission impliquant une source commune d’animaux, d’employés, d’équipement, voire de véhicules.

Métrologie de la douleur animale : validation de méthodes sur un modèle arthrosique chez le rat

Les modèles animaux d’arthrose sont utilisés sur le rat depuis des décennies pour évaluer l’efficacité analgésique de nombreux composés. Cependant, la méthodologie utilisée, en particulier les protocoles d’évaluation de la douleur, est très différente d’une étude à une autre, rendant difficile la comparaison entre chaque projet. Afin d'améliorer le transfert des résultats précliniques vers la recherche clinique, ce projet propose d'établir un protocole d'évaluation de la douleur fiable et pertinent, et de le valider à l’aide du modèle d’arthrose expérimental le plus populaire, soit l’injection intra-articulaire de mono-iodoacétate de sodium (MIA). La répétabilité et la fiabilité inter-évaluateur de diverses méthodes d’évaluation de la douleur ont été évaluées, et le protocole d'acclimatation le plus fiable a été déterminé. Ensuite, les méthodes les plus intéressantes ont été testées pour leur sensibilité à détecter les altérations douloureuses induites par l’injection de MIA, ainsi que leur réponse au traitement analgésique, soit une injection intra-articulaire de lidocaïne. Une période d'acclimatation adéquate associée à un protocole d'évaluation combinant des mesures réflexes, des comportements spontanés ainsi que des tests opérants ont témoigné avec succès des changements douloureux liés à l'injection de MIA. Le test opérant fut la méthode la plus sensible pour détecter l'effet analgésique de la lidocaïne. Cette étude a permis d’établir le protocole d’acclimatation et les méthodes de l’évaluation de la douleur les plus fiables et sensibles. Aussi, il a démontré la pertinence du test opérant pour détecter la composante affective de la douleur chez les rongeurs.

Efectos fisiológicos de la termorregulación en trabajadores expuestos a altas temperaturas en una Siderúrgica en Colombia.

La exposición a altas temperaturas en ambientes laborales conlleva a cambios fisiológicos que se manifiestan como mecanismos de compensación a la alteración del equilibrio homeostático corporal. El propósito del presente estudio fue determinar los cambios y el comportamiento de variables fisiológicas a través de frecuencia cardiaca, densidad urinaria, temperatura corporal y tasa de sudoración, en dos escenarios con condiciones térmicas ambientales diferentes definidas por la exposición (grupo expuesto y no expuesto). Adicional, en dos áreas de trabajo diferentes correspondientes al proceso de fundición del acero, una de ellas, Horno electrico donde se hace la fusión de la chatarra y demás materias primas, obteniendo así el acero liquido, el cual se vuelca en el Horno Cuchara y en este, libre ya de escoria se realiza el afino y ajuste definitivo de la composición química del acero. Objetivos: Identificar la relación de las respuestas fisiológicas a carga física y térmica, comparar las respuestas funcionales registradas en el grupo expuestos y no expuestos y contribuir a la introducción de nuevos indicadores para evaluar carga e intensidad de trabajo con fines de normalización ergonómica. Método: Investigación experimental en una muestra de 30 trabajadores evaluados en dos condiciones ambientales diferentes. La temperatura oral se registró al inicio de la jornada y con intervalos de toma de 3 horas. La frecuencia cardiaca (HR) se registró durante las 8 horas de trabajo continuas con pulsometría. Igualmente, se estimó la sudoración por pérdida de masa corporal entre el inicio y el final de la jornada laboral teniendo en cuenta ingestas y perdidas. El procesamiento estadístico se realizó con el programa SPSS v. 20.0, calculándose medidas de tendencia central y dispersión, prueba de wilconxon para las variables dependientes y correlación para identificar asociaciones. Para todos los cálculos se asumió p <0,05. Resultados: No se observaron diferencias significativas frente a la variación de la frecuencia cardiaca (media y máxima), la tasa de sudoración y la densidad urinaria. A pesar de que no hubo diferencias significativas en la variación de la temperatura corporal en horno cuchara, si se observó una diferencia significativa en el horno eléctrico Conclusión: Aunque no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la mayoría de las variables, es un hecho que la exposición a temperaturas elevadas extremas tiene un impacto en el comportamiento fisiológico del organismo. Futuros estudios deben considerar la posibilidad de estandarizar protocolos que permitan la exposición térmica basada en el perfil particular de cada trabajador.

Resonancia magnética cardiaca: medidas lineales y volumétricas en adultos sanos

Introducción: La gran mayoría de las medidas de normalidad utilizadas para la interpretación de resonancia cardiaca son extrapoladas de las medidas de ecocardiografía. Los limitados registros de medidas de normalidad se encuentran ajustados en poblaciones extranjeras, no hay registros en latinoamericanos. Objetivo: Determinar las dimensiones cardiacas utilizando resonancia magnética en una población de personas sin antecedente médicos con repercusión cardiaca para lograr una muestra de valores que permitan ajustar las medidas de normalidad utilizadas por nuestro servicio. Materiales y métodos: se analizaron 45 sujetos sanos con edad comprendida entre los 21 y 45 años, las adquisiciones se realizaron utilizando un equipo de RM de 1,5 teslas, el análisis de las imágenes se realizó mediante el programa Cardiac Volume Vx. Se evaluaron múltiples parámetros morfofuncionales a través de análisis estadístico por medio del sistema SPSS versión 23. Resultados: Mediciones obtenidas de ventrículo izquierdo principales fueron volumen diastólico en mujeres de 62 ml +/- 7.1 y en hombres de 65 ml +/- 11.2 y fracción de eyección de 60 % +/- 5 en mujeres y de 62 % +/- 9 en hombres. En ventrículo derecho el volumen diastólico final se encontró 81.8 ml +/- 14.6 en mujeres y 100 ml +/- 24.8 en hombres y fracción de eyección de 53 % +/- 17 en mujeres y de 45 % +/- 12 en hombres. Volumen de fin de diástole de 50 +/- 12.7 ml en mujeres y de 49 ml +/- 19 ml en hombres y fracción de eyección de aurícula izquierda de 55 % +/- 0.08 en mujeres y de 50 % +/- 0.07 en hombres. Volumen de fin de diástole de 44.1 ml +/- 18.5 en mujeres y de 49.2 ml +/- 22.9 en hombres y fracción de eyección de aurícula derecha de 50 % +/- 11 en mujeres y de 45 % +/- 8 en hombres. Se obtuvieron otras medidas lineales y volumétricas adicionales de cavidades cardiacas y de grandes vasos supracardiacos. Conclusiones: se describen los valores de referencia de los parámetros morfofuncionales de las cavidades cardiacas y de vasos supracardiacos. El sexo fue tenido en cuenta como covariable relacionada con la modificación de los parámetros evaluados. Se sugieren variaciones en las medidas de cavidades cardiacas para la población estudiada relacionada con aclimatación crónica a la altitud de la ciudad de Bogotá.