Extended bidirectional reflectance distribution function for polarized light scattering from subsurface defects under a smooth surface

By introducing the scattering probability of a subsurface defect (SSD) and statistical distribution functions of SSD radius, refractive index, and position, we derive an extended bidirectional reflectance distribution function (BRDF) from the Jones scattering matrix. This function is applicable to the calculation for comparison with measurement of polarized light-scattering resulting from a SSD. A numerical calculation of the extended BRDF for the case of p-polarized incident light was performed by means of the Monte Carlo method. Our numerical results indicate that the extended BRDF strongly depends on the light incidence angle, the light scattering angle, and the out-of-plane azimuth angle. We observe a 180 degrees symmetry with respect to the azimuth angle. We further investigate the influence of the SSD density, the substrate refractive index, and the statistical distributions of the SSD radius and refractive index on the extended BRDF. For transparent substrates, we also find the dependence of the extended BRDF on the SSD positions. (c) 2006 Optical Society of America.

O efeito agudo do chocolate amargo sob a função endotelial é dependente da idade em hipertensos com baixo risco cardiovascular

Dados recentes indicam uma relação inversa entre doença cardiovascular e consumo de flavonóides. O objetivo do estudo foi identificar parâmetros clínicos e vasculares de pacientes hipertensos tratados que apresentaram efeitos benéficos na função vascular após o consumo de chocolate amargo com 70% de cacau por sete dias. Vinte e um pacientes hipertensos em tratamento medicamentoso, ambos os sexos, com idades entre 40-65 anos, foram incluídos em um ensaio clínico intervencional com aferição de pressão arterial, dilatação mediada por fluxo braquial (DMF), tonometria arterial periférica (EndoPAT) e parâmetros hemodinâmicos centrais pelo SphygmoCor. Após sete dias de consumo de chocolate amargo (70% cacau) 75g/dia, as avaliações clínica e vascular foram repetidas. Os pacientes foram divididos em dois grupos de acordo com a resposta da DMF em respondedores (que apresentaram melhora na DMF, n= 12) e não-respondedores (que não apresentaram melhora, n = 9). O grupo respondedor apresentou menor média de idade (54 7 vs 61 6 anos, p = 0,037) e menor risco cardiovascular pelo escore de Framingham (2,5 1,8 vs 8,1 5,1%, p = 0,017). Além disso, os pacientes respondedores apresentaram valores mais baixos de pressão de pulso tanto periférica (55 9 vs 63 5 mmHg, p = 0,041), quanto central (44 10 vs 54 6, p = 0,021) quando comparado ao grupo não respondedor. A resposta da DMF apresentou correlação moderada e negativa com o escore de Framingham (r = -0,60, p = 0,014), com a DMF basal (r = 0,54, p = 0,011), com o índice de hiperemia reativa basal (IHR) obtido pelo EndoPAT (r = -0,56, p = 0,008) e com a pressão de pulso central (r = -0,43, p = 0,05). No entanto, após análise de regressão linear, apenas o escore de Framingham e o IHR basal foram associados com a resposta da DMF. Em conclusão, nesta amostra de pacientes hipertensos tratados, os indivíduos que apresentaram melhora da função endotelial com o consumo de chocolate amargo com 70% de cacau também mostraram redução da pressão arterial tanto sistólica como diastólica, eram mais jovens e tinham menor pressão de pulso e menor risco cardiovascular, apesar de uma disfunção endotelial basal

Efeito dos exercícios resistidos sobre a função endotelial, parâmetros hemodinâmicos e metabólicos, modulação autonômica, biomarcadores inflamatórios, composição corporal e condicionamento físico de adolescentes obesos

Introdução - O exercício aeróbio é considerado uma ferramenta eficaz na redução de fatores de risco cardiometabólico e na melhora da qualidade de vida em adolescentes obesos. No entanto, os benefícios de um programa exclusivo com exercícios resistidos (ER) ainda não foram estabelecidos nesta população. Objetivo - Avaliar o efeito de um programa exclusivo com ER sobre a função endotelial, parâmetros hemodinâmicos e metabólicos, modulação autonômica, biomarcadores inflamatórios, composição corporal e condicionamento físico de adolescentes obesos. Materiais e Métodos - Quarenta adolescentes participaram do estudo e foram divididos em dois grupos de acordo com o nível de adiposidade: grupo controle (C, n = 20; 13 meninos e 7 meninas) e grupo obeso (Ob; n=24; 7 meninos e 17 meninas). O grupo Ob foi submetido a um programa de ER, três vezes por semana, durante três meses. A função endotelial, o perfil metabólico e hemodinâmico, a modulação autonômica, os biomarcadores inflamatórios, a composição corporal e o condicionamento físico foram avaliados antes e ao final da intervenção. Na investigação de nossa hipótese utilizamos: laser-Doppler fluxometria, análises bioquímicas e de células endoteliais circulantes, monitorização da pressão arterial ambulatorial, variabilidade da frequência cardíaca (Polar), densitometria com dupla emissão de raios X, análise de força muscular em aparelho isocinético e teste cardiopulmonar de exercício submáximo em cicloergômetro. Resultados - Após três meses de intervenção exclusiva com ER observamos uma melhora na vasodilatação endotélio-dependente (P<0,05) e uma redução na pressão arterial sistólica (P<0,01), diastólica (P<0,01) e média (P<0,01), independentes de alterações no peso corporal. Adicionalmente, também observamos redução na frequência cardíaca (FC) de repouso (P<0,01), aumento na variabilidade da FC (P<0,01) e na atividade parasimpática (P<0,05). Observamos também redução na circunferência da cintura (P<0,001), na relação cintura/quadril (P<0,001), no percentual de gordura total (P<0,01), troncular (P<0,01) e de distribuição andróide (P<0,01). Os níveis de fibrinogênio (P<0,05), endotelina-1(P<0,05) e de insulina (P<0,01), e o índice HOMA-IR (P<0,05) foram menores após intervenção. Após a intervenção proposta houve redução na incidência de síndrome metabólica (16,6 vs. 0%) nos adolescentes obesos. Além disso, os estes adolescentes aumentaram a força muscular (P<0,05) e reduziram o consumo de oxigênio, a produção de gás carbônico, a ventilação e o dispêndio energético (P <0,01) durante o teste cardiopulmonar de exercício submáximo. Conclusões - Um treinamento exclusivo com ER resultou em benefícios cardiovasculares, metabólicos e na composição corporal e condicionamento físico de adolescentes obesos, independente de alterações no peso corporal. Nossos resultados sugerem que a prática de ER foi capaz de reduzir fatores de risco cardiovascular em adolescentes com obesidade.

A note on the von Bertalanffy growth function concerning the allocation of surplus energy to reproduction

We propose an extended form of the von Bertalanffy growth function (VBGF), where the allocation of surplus energy to reproduction is considered. Any function can be used in our model to describe the ratio of energy allocation for reproduction to that for somatic growth. As an example, two models for energy allocation were derived: a step-function and a logistic function. The extended model can jointly describe growth in adult and juvenile stages. The change in growth rate between the two stages can be either gradual or steep; the latter gives a biphasic VBGF. The results of curve fitting indicated that a consideration of reproductive energy is meaningful for model extension. By controlling parameter values, our comprehensive model gives various growth curve shapes ranging from indeterminate to determinate growth. An increase in the number of parameters is unavoidable in practical applications of this new model. Additional information on reproduction will improve the reliability of model estimates.

Effects of rapid decompression and exposure to bright light on visual function in black rockfish (Sebastes melanops) and Pacific halibut (Hippoglossus stenolepis)

Demersal fishes hauled up from depth experience rapid decompression. In physoclists, this can cause overexpansion of the swim bladder and resultant injuries to multiple organs (barotrauma), including severe exophthalmia (“pop-eye”). Before release, fishes can also be subjected to asphyxia and exposure to direct sunlight. Little is known, however, about possible sensory deficits resulting from the events accompanying capture. To address this issue, electroretinography was used to measure the changes in retinal light sensitivity, flicker fusion frequency, and spectral sensitivity in black rockfish (Sebastes melanops) subjected to rapid decompression (from 4 atmospheres absolute [ATA] to 1 ATA) and Pacific halibut (Hippoglossus stenolepis) exposed to 15 minutes of simulated sunlight. Rapid decompression had no measurable influence on retinal function in black rockfish. In contrast, exposure to bright light significantly reduced retinal light sensitivity of Pacific halibut, predominately by affecting the photopigment which absorbs the green wavelengths of light (≈520–580 nm) most strongly. This detriment is likely to have severe consequences for postrelease foraging success in green-wavelength-dominated coastal waters. The visual system of Pacific halibut has characteristics typical of species adapted to low light environments, and these characteristics may underlie their vulnerability to injury from exposure to bright light.

An allometric smoothing function to describe the relation between otolith and somatic growth over the lifespan of walleye pollock (Theragra chalcogramma)

We propose a new equation to describe the relation between otolith length (OL) and somatic length (fork length [FL]) of fish for the entire lifespan of the fish. The equation was developed by applying a mathematical smoothing method based on an allometric equation with a constant term for walleye pollock (Theragra chalcogramma) —a species that shows an extended longevity (>20 years). The most appropriate equation for defining the relation between OL and FL was a four-phase allometric smoothing function with three inflection points. The inflection points correspond to the timing of settlement of walleye pollock, changes in sexual maturity, and direction of otolith growth. Allometric smoothing functions describing the relation between short otolith radius and FL, long otolith radius and FL, and FL and body weight were also developed. The proposed allometric smoothing functions cover the entire lifespan of walleye pollock. We term these equations “allometric smoothing functions for otolith and somatic growth over the lifespan of walleye pollock.”

A novel brain partition highlights the modular skeleton shared by structure and function

Elucidating the intricate relationship between brain structure and function, both in healthy and pathological conditions, is a key challenge for modern neuroscience. Recent progress in neuroimaging has helped advance our understanding of this important issue, with diffusion images providing information about structural connectivity (SC) and functional magnetic resonance imaging shedding light on resting state functional connectivity (rsFC). Here, we adopt a systems approach, relying on modular hierarchical clustering, to study together SC and rsFC datasets gathered independently from healthy human subjects. Our novel approach allows us to find a common skeleton shared by structure and function from which a new, optimal, brain partition can be extracted. We describe the emerging common structure-function modules (SFMs) in detail and compare them with commonly employed anatomical or functional parcellations. Our results underline the strong correspondence between brain structure and resting-state dynamics as well as the emerging coherent organization of the human brain.