Insight into the prebiotic concept: lessons from an exploratory, double blind intervention study with inulin-type fructans in obese women

Objective To highlight the contribution of the gut microbiota to the modulation of host metabolism by dietary inulin-type fructans (ITF prebiotics) in obese women. Methods A double blind, placebo controlled, intervention study was performed with 30 obese women treated with ITF prebiotics (inulin/oligofructose 50/50 mix; n=15) or placebo (maltodextrin; n=15) for 3 months (16 g/day). Blood, faeces and urine sampling, oral glucose tolerance test, homeostasis model assessment and impedancemetry were performed before and after treatment. The gut microbial composition in faeces was analysed by phylogenetic microarray and qPCR analysis of 16S rDNA. Plasma and urine metabolic profiles were analysed by 1H-NMR spectroscopy. Results Treatment with ITF prebiotics, but not the placebo, led to an increase in Bifidobacterium and Faecalibacterium prausnitzii; both bacteria negatively correlated with serum lipopolysaccharide levels. ITF prebiotics also decreased Bacteroides intestinalis, Bacteroides vulgatus and Propionibacterium, an effect associated with a slight decrease in fat mass and with plasma lactate and phosphatidylcholine levels. No clear treatment clustering could be detected for gut microbial analysis or plasma and urine metabolomic profile analyses. However, ITF prebiotics led to subtle changes in the gut microbiota that may importantly impact on several key metabolites implicated in obesity and/or diabetes. Conclusions ITF prebiotics selectively changed the gut microbiota composition in obese women, leading to modest changes in host metabolism, as suggested by the correlation between some bacterial species and metabolic endotoxaemia or metabolomic signatures.

Evaluating adjusted forcing and model spread for historical and future scenarios in the CMIP5 generation of climate models

We utilize energy budget diagnostics from the Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) to evaluate the models' climate forcing since preindustrial times employing an established regression technique. The climate forcing evaluated this way, termed the adjusted forcing (AF), includes a rapid adjustment term associated with cloud changes and other tropospheric and land-surface changes. We estimate a 2010 total anthropogenic and natural AF from CMIP5 models of 1.9 ± 0.9 W m−2 (5–95% range). The projected AF of the Representative Concentration Pathway simulations are lower than their expected radiative forcing (RF) in 2095 but agree well with efficacy weighted forcings from integrated assessment models. The smaller AF, compared to RF, is likely due to cloud adjustment. Multimodel time series of temperature change and AF from 1850 to 2100 have large intermodel spreads throughout the period. The intermodel spread of temperature change is principally driven by forcing differences in the present day and climate feedback differences in 2095, although forcing differences are still important for model spread at 2095. We find no significant relationship between the equilibrium climate sensitivity (ECS) of a model and its 2003 AF, in contrast to that found in older models where higher ECS models generally had less forcing. Given the large present-day model spread, there is no indication of any tendency by modelling groups to adjust their aerosol forcing in order to produce observed trends. Instead, some CMIP5 models have a relatively large positive forcing and overestimate the observed temperature change.

Analytical solutions of accreting black holes immersed in a Lambda CDM model

The evolution of the mass of a black hole embedded in a universe filled with dark energy and cold dark matter is calculated in a closed form within a test fluid model in a Schwarzschild metric, taking into account the cosmological evolution of both fluids. The result describes exactly how accretion asymptotically switches from the matter-dominated to the Lambda-dominated regime. For early epochs, the black hole mass increases due to dark matter accretion, and on later epochs the increase in mass stops as dark energy accretion takes over. Thus, the unphysical behaviour of previous analyses is improved in this simple exact model. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hydropower Energy Simulation Using Mike 11 Model; A Case Study In South Germany's Small Run-Of-River Hydropower Plants

Renewable energy production is a basic supplement to stabilize rapidly increasing global energy demand and skyrocketing energy price as well as to balance the fluctuation of supply from non-renewable energy sources at electrical grid hubs. The European energy traders, government and private company energy providers and other stakeholders have been, since recently, a major beneficiary, customer and clients of Hydropower simulation solutions. The relationship between rainfall-runoff model outputs and energy productions of hydropower plants has not been clearly studied. In this research, association of rainfall, catchment characteristics, river network and runoff with energy production of a particular hydropower station is examined. The essence of this study is to justify the correspondence between runoff extracted from calibrated catchment and energy production of hydropower plant located at a catchment outlet; to employ a unique technique to convert runoff to energy based on statistical and graphical trend analysis of the two, and to provide environment for energy forecast. For rainfall-runoff model setup and calibration, MIKE 11 NAM model is applied, meanwhile MIKE 11 SO model is used to track, adopt and set a control strategy at hydropower location for runoff-energy correlation. The model is tested at two selected micro run-of-river hydropower plants located in South Germany. Two consecutive calibration is compromised to test the model; one for rainfall-runoff model and other for energy simulation. Calibration results and supporting verification plots of two case studies indicated that simulated discharge and energy production is comparable with the measured discharge and energy production respectively.

Persistência na lactação para vacas da raça Holandesa criadas no Estado do Rio Grande do Sul via modelos de regressão aleatória

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de modelos de regressão aleatória para produção de leite no dia do controle, com diferentes estruturas de variâncias residuais

Foram utilizados quatorze modelos de regressão aleatória, para ajustar 86.598 dados de produção de leite no dia do controle de 2.155 primeiras lactações de vacas Caracu, truncadas aos 305 dias. Os modelos incluíram os efeitos fixos de grupo contemporâneo e a covariável idade da vaca ao parto. Uma regressão ortogonal de ordem cúbica foi usada para modelar a trajetória média da população. Os efeitos genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modelados por meio de regressões aleatórias, usando polinômios ortogonais de Legendre, de ordens cúbicas. Diferentes estruturas de variâncias residuais foram testadas e consideradas por meio de classes contendo 1, 10, 15 e 43 variâncias residuais e de funções de variâncias (FV) usando polinômios ordinários e ortogonais, cujas ordens variaram de quadrática até sêxtupla. Os modelos foram comparados usando o teste da razão de verossimilhança, o Critério de Informação de Akaike e o Critério de Informação Bayesiano de Schwar. Os testes indicaram que, quanto maior a ordem da função de variâncias, melhor o ajuste. Dos polinômios ordinários, a função de sexta ordem foi superior. Os modelos com classes de variâncias residuais foram aparentemente superiores àqueles com funções de variância. O modelo com homogeneidade de variâncias foi inadequado. O modelo com 15 classes heterogêneas foi o que melhor ajustou às variâncias residuais, entretanto, os parâmetros genéticos estimados foram muito próximos para os modelos com 10, 15 ou 43 classes de variâncias ou com FV de sexta ordem.

Predição de valores genéticos para a produção de leite no dia do controle e para a produção acumulada até 305 dias

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Parâmetros genéticos para produção de leite no dia do controle e para produção de leite até 305 dias nas primeiras lactações de vacas da raça Gir

Foram estimados parâmetros genéticos para as produções de leite no dia do controle (PLDC) e para a produção acumulada até 305 dias (P305) de 2.440 primeiras lactações de vacas da raça Gir leiteiro com partos entre 1990 e 2005. A produção acumulada até 305 dias e as produções de leite no dia do controle foram analisadas por meio de um modelo animal em análises uni e bicaracterísticas. Para as produções no dia do controle, o modelo incluiu o efeito aleatório genético direto e os efeitos fixos de grupo de contemporâneos, classe de idade da vaca ao parto e dias em lactação como co-variável (regressão linear). Para a P305, utilizou-se o mesmo modelo, excluindo-se os dias em lactação e utilizando-se a idade da vaca ao primeiro parto como co-variável (regressão linear e quadrática). O grupo de contemporâneos (GC) foi definido como rebanho, ano e estação do controle para produções no dia do controle e rebanho, ano e época de parto para P305. Aplicou-se a restrição de que cada grupo de contemporâneo deveria conter no mínimo três observações no caso das produções no dia do controle e cinco observações para P305. Os componentes de variância foram estimados pelo método de máxima verossimilhança restrita. Os valores maiores de variâncias fenotípicas foram observados no meio da lactação e os das variâncias aditivas no início da lactação. As estimativas de herdabilidade obtidas pelas análises unicaracterísticas oscilaram entre 0,13 e 0,36, enquanto as obtidas por análises bi-características oscilaram entre 0,14 e 0,34. Para as duas análises, essas estimativas foram maiores nos primeiros e menores nos últimos controles. As correlações genéticas entre as produções no dia do controle foram elevadas e positivas e maiores entre os controles mais próximos. Os resultados sugerem que as produções no dia do controle podem ser utilizadas como critério de seleção para produção de leite da raça Gir.

Modelos de dimensão finita para a estimação de parâmetros genéticos para a produção de leite de primeiras lactações de vacas da raça Holandesa

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estimativa de parâmetros genéticos, fenotípicos e ambientes para as produções de leite no dia do controle e em 305 dias de lactação de vacas da raça Gir

Dados de 32.779 controles mensais, de 3.605 lactações em 305 dias (PL305), de 2.082 vacas Gir, filhas de 281 touros, com partos ocorridos de 1987 a 1999, em 11 rebanhos, foram usados com o objetivo de verificar a viabilidade de utilização da produção de leite no dia do controle (PLDC1 a PLDC10) em avaliações genéticas da raça Gir. Foram realizadas análises bivariadas entre as PLDC1 a PLDC10 e PL305, usando para estimar os componentes de (co)variâncias o método de máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, incluindo as três primeiras lactações como medidas repetidas de uma mesma vaca, diferenciadas conforme o grupo contemporâneo de rebanho-ano-estação, de acordo com a idade da vaca ao parto e o intervalo parto-primeiro controle na PLDC1. As médias observadas e os respectivos desvios-padrão (kg) para PLDC1 a PLDC10 e PL305 foram: 11,97±4,64; 11,93±4,68; 10,98±4,40; 10,18±4,12; 9,66±3,88; 9,20±3,69; 8,63±3,51; 8,08±3,33; 7,59±3,27; 7,22±3,15 e 2.746,17±1.299,90. A duração de lactação foi de 273,72±48,95 dias. As estimativas de herdabilidade variaram nas PLDC de 0,24 a 0,14, sendo maior no primeiro controle e decrescendo até o décimo. A herdabilidade da PL305 foi de 0,19. As estimativas de correlações genéticas entre as PLDC e PL305 variaram de 0,85 a 1,00. As correlações genéticas entre PLDC1 a PLDC9 com PLDC6 a PLDC10 foram acima de 0,80, à exceção entre PLDC9 com PLDC1 e PLDC10 com PLDC1, PLDC2, PLDC3 e PLDC6, que foram inferiores. As correlações fenotípicas tiveram valores intermediários entre as correlações genéticas e as residuais (menores). Considerando a eficiência relativa de seleção, esta mostrou que se baseada nas PLDC2 a PLDC4 ocorrerá a mesma ou melhor resposta que se praticada na PL305.

Estimação de parâmetros genéticos para produção de leite de cabras da raça Alpina

Foram utilizados 9.374 registros semanais de produção de leite de 302 primeiras lactações de cabras da raça Alpina. A produção de leite no dia do controle foi analisada por meio de um modelo animal, unicarater, de regressão aleatória, em que as funções de covariâncias para os componentes genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modeladas por meio das funções de Wilmink, Ali e Schaeffer e por polinômios ortogonais, em uma escala de Legendre de ordens cúbica e quíntica. Assumiu-se, ainda, variância residual homogênea durante toda a lactação e heterogênea com três e quatro classes de variância residual. Os modelos foram comparados pelo critério de informação de Akaike (AIC), pelo critério de informação Bayesiano de Schwar (BIC), pela função de verossimilhança (Ln L), pela visualização das estimativas de variâncias genéticas, de ambiente permanente, fenotípicas e residuais e pelas herdabilidades. O polinômio de Legendre de ordem quíntica, com quatro e três classes de variâncias residuais, e a função de Ali e Schaeffer, com quatro classes de variâncias residuais, foram indicados como os mais adequados pelo AIC, BIC e Ln L. Estes modelos diferiram na partição da variância fenotípica para as variâncias de ambiente permanente, genética e residual apenas no início e no final da lactação. Contudo, a função de Ali e Schaeffer resultou em estimativas negativas de correlação genética entre os controles mais distantes. O polinômio de Legendre de ordem quíntica, assumindo variância residual heterogênea, mostrou-se mais adequado para ajustar a produção de leite no dia do controle de cabras da raça Alpina.

Estimativas de parâmetros genéticos para produção de leite e persistência da lactação em vacas Gir, aplicando modelos de regressão aleatória

Com o objetivo de estimar parâmetros genéticos para a produção de leite no dia do controle (PLDC), foram usadas as 2.440 primeiras lactações de vacas da raça Gir leiteira, com partos registrados entre 1990 e 2005. As PLDC foram consideradas em dez classes mensais e analisadas por meio de modelo de regressão aleatória (MRA) utilizando-se como efeitos aleatórios o genético-aditivo, o de ambiente permanente e o residual e, como efeitos fixos, o grupo de contemporâneos (GC), a co-variável idade da vaca ao parto (efeito linear e quadrático) e a curva média de lactação da população. Os efeitos genético-aditivos e de ambiente permanente foram modelados utilizando-se as funções de Wilmink (WIL) e Ali e Schaeffer (AS). As variâncias residuais foram modeladas utilizando-se 1, 4, 6 ou 10 classes. Os grupos de contemporâneos foram definidos como rebanho-ano-estação do controle contendo no mínimo três animais. Os testes indicaram que o modelo com quatro classes de variâncias usando a função paramétrica AS foi o que melhor se ajustou aos dados. As estimativas de herdabilidade variaram de 0,21 a 0,33 para a função AS e de 0,17 a 0,30 para WIL e foram maiores na primeira metade da lactação. As correlações genéticas entre as PLDC foram positivas e elevadas entre os controles adjacentes e diminuiram quando a distância entre os controles aumentou. Para o melhor modelo, foram estimados os valores genéticos para a produção de leite acumulada até os 305 dias e, para períodos parciais da lactação, foram obtidas como médias dos valores genéticos preditos naquele período. Os valores genéticos foram comparados, por meio da correlação de posto, ao valor genético predito para a produção acumulada até os 305 dias, pelo método tradicional. As correlações entre os valores genéticos indicaram que podem ocorrer divergências na classificação dos animais pelos critérios estudados.

Estimação de parâmetros genéticos para produção de leite no dia do controle e produção acumulada até 305 dias, para as primeiras lactações de vacas da raça Caracu

Foram estimados parâmetros genéticos para produção de leite no dia do controle e produção acumulada até 305 dias (P305) de primeiras lactações de vacas da raça Caracu. O modelo animal considerado conteve efeito genético aditivo, como aleatório, além dos efeitos fixos de grupo contemporâneo e da idade ao parto, como covariável. Foram definidos dois grupos contemporâneos para explicar a variação ocorrida nas produções em cada controle leiteiro, compostos por ano, semana do controle e retiro (gc1) ou ano, mês do controle e retiro (gc2). Os componentes de variância foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita. As variâncias fenotípicas, residuais e genéticas foram maiores no início da lactação, entretanto, a variância genética aditiva foi proporcionalmente menor em relação às demais variâncias. As estimativas de herdabilidade oscilaram entre 0,09 e 0,32 e foram maiores no final da lactação, indicando maior variabilidade genética nesse período. As correlações genéticas (r a) entre as produções em cada controle foram positivas e maiores, quanto menor a distância entre eles. A herdabilidade para P305 foi de 0,27 e as r a desta com os controles, positivas e elevadas, principalmente no meio da lactação. Os resultados indicam que a seleção direta para P305 proporciona maiores ganhos genéticos para essa característica que a obtida por meio de resposta correlacionada para as produções em cada controle.

Comparação de modelos de regressão aleatória para estimação de parâmetros genéticos em caprinos leiteiros

Objetivou-se avaliar a melhor modelagem para as variâncias genética aditiva, de ambiente permanente e residual da produção de leite no dia do controle (PLDC) de caprinos. Utilizaram-se modelos de regressão aleatória sobre polinômios ortogonais de Legendre com diferentes ordens de ajuste e variância residual heterogênea. Consideraram-se como efeitos fixos os efeitos de grupo de contemporâneos, a idade da cabra ao parto (co-variável) e a regressão fixa da PLDC sobre polinômios de Legendre, para modelar a trajetória média da população; e, como efeitos aleatórios, os efeitos genético aditivo e de ambiente permanente. O modelo com quatro classes de variâncias residuais foi o que proporcionou melhor ajuste. Os valores do logaritmo da função de verossimilhança, de AIC e BIC apontaram para seleção de modelos com ordens mais altas (cinco para o efeito genético e sete para o efeito de ambiente permanente). Entretanto, os autovalores associados às matrizes de co-variâncias entre os coeficientes de regressão indicaram a possibilidade de redução da dimensionalidade. As altas ordens de ajuste proporcionaram estimativas de variâncias genéticas e correlações genéticas e de ambiente permanente que não condizem com o fenômeno biológico estudado. O modelo de quinta ordem para a variância genética aditiva e de sétima ordem para o ambiente permanente foi indicado. Entretanto, um modelo mais parcimonioso, de quarta ordem para o efeito genético aditivo e de sexta ordem para o efeito de ambiente permanente, foi suficiente para ajustar as variâncias nos dados.

Avaliação genética de caprinos da raça Alpina utilizando-se a produção de leite no dia do controle

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)