Markers of Bone Turnover In Preclinical Development of Drugs for Skeletal Diseases

Skeletal tissue is constantly remodeled in a process where osteoclasts resorb old bone and osteoblasts form new bone. Balance in bone remodeling is related to age, gender and genetic factors, but also many skeletal diseases, such as osteoporosis and cancer-induced bone metastasis, cause imbalance in bone turnover and lead to decreased bone mass and increased fracture risk. Biochemical markers of bone turnover are surrogates for bone metabolism and may be used as indicators of the balance between bone resorption and formation. They are released during the remodeling process and can be conveniently and reliably measured from blood or urine by immunoassays. Most commonly used bone formation markers include N-terminal propeptides of type I collagen (PINP) and osteocalcin, whereas tartrate-resistant acid phosphatase isoform 5b (TRACP 5b) and C-terminal cross-linked telopeptide of type I collagen (CTX) are common resorption markers. Of these, PINP has been, until recently, the only marker not commercially available for preclinical use. To date, widespread use of bone markers is still limited due to their unclear biological significance, variability, and insufficient evidence of their prognostic value to reflect long term changes. In this study, the feasibility of bone markers as predictors of drug efficacy in preclinical osteoporosis models was elucidated. A non-radioactive PINP immunoassay for preclinical use was characterized and validated. The levels of PINP, N-terminal mid-fragment of osteocalcin, TRACP 5b and CTX were studied in preclinical osteoporosis models and the results were compared with the results obtained by traditional analysis methods such as histology, densitometry and microscopy. Changes in all bone markers at early timepoints correlated strongly with the changes observed in bone mass and bone quality parameters at the end of the study. TRACP 5b correlated strongly with the osteoclast number and CTX correlated with the osteoclast activity in both in vitro and in vivo studies. The concept “resorption index” was applied to the relation of CTX/TRACP 5b to describe the mean osteoclast activity. The index showed more substantial changes than either of the markers alone in the preclinical osteoporosis models used in this study. PINP was strongly associated with bone formation whereas osteocalcin was associated with both bone formation and resorption. These results provide novel insight into the feasibility of PINP, osteocalcin, TRACP 5b and CTX as predictors of drug efficacy in preclinical osteoporosis models. The results support clinical findings which indicate that short-term changes of these markers reflect long-term responses in bone mass and quality. Furthermore, this information may be useful when considering cost-efficient and clinically predictive drug screening and development assays for mining new drug candidates for skeletal diseases.

Finna-katsaus

Samuli Sillanpään esitys Asiantuntijaseminaarissa 26.11.2013 Helsingissä.

Nuclear morphometry, apoptotic and mitotic indices, and tubular differentiation in Libyan breast cancer

Aims of this study were to evaluate the relations of nuclear morphometry, mitotic and apoptotic indices, and tubular differentiation with clinicopathological features and survival rate in Libyan women. The data were compared with corresponding results on Finnish, and Nigerian female breast cancer patients. Histological samples of breast cancer (BC) from 131 patients were retrospectively studied. Mitotic activity indices (MAI and SMI), apoptotic index (AI), and fraction of fields with tubular differentiation (FTD) were estimated. Samples were also studied by computerized nuclear morphometry, such as mean nuclear area (MNA). Demographic and clinicopathological features were analyzed from 234 patients. The Libyan BC was dominantly premenopausal, and aggressive in behavior. There were statistically significant correlations between the mean nuclear area, fraction of fields with tubular differentiation, apoptotic index and proliferative indices, and most clinicopathological features. The highest significances were shown between lymph node status and the proliferative and apoptotic indices (p=0.003 with SMI, and p=0.005 with AI). There were significant associations between clinical stage and SMI and AI (p=0.002 and 0.009, respectively). The most significant associations with grade were observed with MNA and FTD (p<0.0001 and 0.001, respectively). The proliferative differences between Libyan, Nigerian and Finnish populations were prominent. These indices in Libyan were lower than in Nigerian, but higher than in Finnish patients. The Libyan patients’ AI is slightly higher than in Nigeria, but much higher than in Finland. The differences between countries may be associated with the known variation in the distribution of genetic markers in these populations. The results also indicated that morphometric factors can be reliable prognostic indicators in Libyan BC patients.

Isometrisen maksimivoiman yhteys lihaskuntoon ja kestävyyteen

Maksimivoimalla on todettu olevan yhteys sotilaallisista tehtävistä suoriutumiseen. Puolustusvoimissa käytössä olevilla fyysisen kunnon testeillä pyritään saamaan luotettava kuva ammattisotilaan kenttäkelpoisuuteen vaikuttavasta fyysisestä suorituskyvystä. Reserviläisten osalta ei ole käytössä yhtä vakiintunutta testikäytäntöä, ja ainoa maksimaalista voimaa mittaava testi on tällä hetkellä käden puristusvoimatesti. Tutkimuksessa selvitettiin isometrisen maksimivoiman yhteyttä lihaskuntoon ja kestävyyteen sekä sitä, kuinka paljon nykyiset reserviläisille pidetyt kuntotestit kertovat käsien ja jalkojen ojentajien maksimivoiman tasosta. Testit suoritettiin kertausharjoitusten yhteyksissä järjestetyissä fyysisen kunnon kartoituksissa. Tutkimukseen osallistui yhteensä 789 reserviläistä. Koehenkilöiden ikä oli 24 ± 2.8 v., pituus 180 ± 6 cm, paino 80.3 ± 13.5 kg ja rasvaprosentti 17.8 ± 7.2 %. Heiltä mitattiin kyynärvarren ojentajien sekä jalkojen ojentajien isometriset maksimivoimat, käden puristusvoima ja maksimaalinen hapenottokyky. Näiden lisäksi lihaskuntotesteihin kuului minuutin etunojapunnerrus, minuutin istumaan nousu ja minuutin toistokyykistys. Lihaskuntoindeksi (LKI) laskettiin lihaskestävyystestien tuloksista ja fyysisen suorituskyvyn indeksi (FSK) lihaskuntoindeksistä ja maksimaalisesta hapenottokyvystä. Isometristen maksimivoimatestien tulosten keskiarvo (± vaihteluväli) jalkojen osalta oli 2917 ± 868 N. Kyynärvarren ojentajien isometrisen maksimivoiman keskiarvo oli 898 ± 201 N. Keskiarvo puristusvoimamittauksessa oli 53 ± 9 kg. Lihaskestävyystesteissä saatiin seuraavanlaiset tulokset: istumaan nousu 38 ± 10 kpl, etunojapunnerrus 28 ± 12 kpl ja toistokyykistys 43 ± 8 kpl. Maksimaalisen hapenottokyvyn keskiarvo oli 41.6 ± 8.1 ml×kg-1×min-1. Merkittävät positiiviset yhteydet löydettiin minuutinetunojapunnerruksen ja kyynärvarren ojentajien isometrisen maksimivoiman (r = 0.58, p < 0.001) sekä minuutin toistokyykistyksen ja maksimaalisen hapenottokyvyn väliltä (r = 0.55, p < 0.001). Kyynärvarren isometrinen maksimivoima korreloi huomattavasti LKI:n ja FSK:n kanssa (r = 0.51, p < 0.001; r = 0.47, p = 0.001). Tutkimuksen perusteella lihaskestävyydellä on positiivinen yhteys maksimaaliseen hapenottokykyyn. Sen sijaan käsien tai jalkojen isometrisellä maksimivoimalla ei havaittu olevan yhteyttä maksimaalisen hapenottokyvyn kanssa. Puristusvoiman yhteys jalkojen ja käsien maksimivoimaan sekä LKI:iin ja FSK:iin on heikko. Tutkimuksen mukaan lihaskestävyyden perusteella voidaan jossain määrin arvioida maksimivoiman ja fyysisen kunnon tasoa, joten nykyiset lihaskunnon kartoitukseen käytetyt testit antavat tietyiltä osin tietoa myös maksimivoimasta. Tätä huomiota tukee etunojapunnerruksen ja käsien isometrisen maksimivoiman suhteellisen voimakas yhteys. Toisaalta toistokyykistyksen ja jalkojen ojentajien isometrisen maksimivoiman yhteys on heikko. Toistokyykistyksellä on kuitenkin huomattava yhteys maksimaalisen hapenottokyvyn kanssa. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että yksittäisistä isometrisistä maksimivoimatesteistä eniten tietoa reserviläisten fyysisestä suorituskyvystä antaa kyynärvarren ojentajien isometrinen maksimivoimatesti. Yksittäisen maksimivoimatestin perusteella ei kuitenkaan voida tehdä luotettavia johtopäätöksiä reserviläisen fyysisestä suorituskyvystä eikä fyysisen suorituskyvyn indeksin perusteella yleisestä maksimivoiman tasosta. Nykyistä luotettavampaa tietoa fyysisestä suorituskyvystä saataisiin, jos fyysisen kunnon testeissä olisi mukana jalkojen maksimivoimaa mittaava testi. Puristusvoimamittauksen käyttöarvoa fyysisen kunnon mittaamisessa tulisi harkita.

Optiohinnoittelumallien empiirinen vertailu OMX 25 Helsinki -warranttimarkkinoilla

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää pystytäänkö OMX 25 Helsinki kohde-etuusindeksin warranttien hintoja ennustamaan käyttämällä erilaisia optiohinnoittelumalleja. Tutkielman aineisto koostuu OMXH25-indeksiä seuraavien warranttien hinta-aikasarjatiedoista vuosilta 2009-2011. Tutkimuksessa käytettiin kolmea eri hinnoittelumallia warranttien hinnoitteluvirheiden tutkimiseen. Perinteistä Black-Scholes-hinnoittelumallia käytettiin siten, että warranttiaineistosta joh-dettu implisiittinen volatiliteetti regressoitiin maturiteetin ja toteutushinnan mu-kaan, jonka jälkeen regression perusteella valittiin kulloiseenkin tilanteeseen sopiva volatiliteettiestimaatti. Black-Scholes-mallin lisäksi tutkimuksessa käy-tettiin kahta GARCH-pohjaista optiohinnoittelumallia. Mallien estimoimia hin-toja verrattiin markkinoiden warranttihintoihin. Tulosten perusteella voitiin todeta, että mallit onnistuvat hinnoittelemaan war-rantteja paremmin lyhyen ajan päähän mallien kalibroinnista. Tulokset vaihte-livat suuresti eri vuosien välillä eikä minkään käytetyn mallin nähty suoriutu-van systemaattisesti muita malleja paremmin.

Electrical status epilepticus during sleep. Continuous spikes and waves during sleep

ABSTRACT Maria Peltola Electrical status epilepticus during sleep – Continuous spikes and waves during sleep Department of Clinical Neurophysiology, University of Turku Department of Clinical Neurophysiology and Department of Pediatric Neurology, Children’s Hospital, Helsinki University Central Hospital Annales Universitatis Turkuensis, Medica-Odontologica, Turku, Finland, 2014 Background: Electrical status epilepticus during sleep (ESES) is an EEG phenomenon of frequent spikes and waves occurring in slow sleep. ESES relates to cognitive deterioration in heterogeneous childhood epilepsies. Validated methods to quantitate ESES are missing. The clinical syndrome, called epileptic encephalopathy with continuous spikes and waves during sleep (CSWS) is pharmacoresistant in half of the patients. Limited data exists on surgical treatment of CSWS. Aims and methods: The effects of surgical treatment were studied by investigating electroclinical outcomes in 13 operated patients (nine callosotomies, four resections) with pharmacoresistant CSWS and cognitive decline. Secondly, an objective paradigm was searched for assessing ESES by the semiautomatic quantification of spike index (SI) and measuring spike strength from EEG. Results: Postoperatively, cognitive deterioration was stopped in 12 (92%) patients. Three out of four patients became seizure-free after resective surgery. Callosotomy resulted in greater than 90% reduction of atypical absences in six out of eight patients. The preoperative propagation of ESES from one hemisphere to the other was associated with a good response. Semiautomatic quantification of SI was a robust method when the maximal interspike interval of three seconds was used to determine the “continuous” discharge in ten EEGs. SI of the first hour of sleep appeared representative of the whole night SI. Furthermore, the spikes’ root mean square was found to be a stable measure of spike strength when spatially integrated over multiple electrodes during steady NREM sleep. Conclusions: Patients with pharmacoresistant CSWS, based on structural etiology, may benefit from resective surgery or corpus callosotomy regarding both seizure outcome and cognitive prognosis. The semiautomated SI quantification, with proper userdefined settings and the new spatially integrated measure of spike strength, are robust and promising tools for quantifying ESES. Keywords: Electrical status epilepticus during sleep, ESES, continuous spikes and waves during sleep, CSWS, epilepsy surgery, spike index, spike strength, RMS TIIVISTELMÄ Maria Peltola Unenaikainen sähköinen status epilepticus Kliininen neurofysiologia, Turun yliopisto Kliininen neurofysiologia ja lastenneurologia, Lasten ja nuorten sairaala, Helsingin yliopistollinen keskussairaala Annales Universitatis Turkuensis, Medica-Odontologica, Turku, Suomi, 2014 Tausta: Sähköinen status epilepticus unessa (ESES) on aivosähkökäyrä (EEG)-ilmiö, jossa hidasaaltounen aikana esiintyy tiheä piikkihidasaaltopurkaus. ESES:n kvantifioimiseen ei ole olemassa validoituja menetelmiä. ESES on liitetty kognitiivisen tason laskuun ja tällöin puhutaan CSWS (continuous spikes and waves during sleep) - oireyhtymästä. CSWS ei vastaa lääkehoitoon puolella potilaista ja sen epilepsiakirurgisesta hoidosta on olemassa vain vähän tietoa. Tavoitteet ja menetelmät: Selvitimme retrospektiivisesti epilepsiakirurgian vaikusta elektrokliinisiin löydöksiin 13:lla lääkeresistenttiä CSWS-oireyhtymää sairastavalla lapsella, joilla oli rakenteellinen aivojen poikkeavuus. Toinen tavoite oli löytää objektiivinen puoliautomaattinen tapa mitata purkauksen määrää ja piikkien voimakkuutta EEG:stä. Tulokset: Kognitiivisen tason jatkuva heikentyminen loppui 12 (92 %) potilaalla leikkauksen jälkeen. Kolme neljästä resektiopotilaasta tuli kohtauksettomaksi. Kallosotomian jälkeen kuudella kahdeksasta potilaasta päivittäiset kohtaukset vähenivät yli 90 %:lla. Purkauksen leviäminen leikkausta edeltävästi vain yhdestä hemisfääristä toiseen liittyi hyvään leikkaushoitovasteeseen. Piikki-indeksi, jossa käytetään jatkuvan purkauksen määritelmänä maksimissaan kolmea sekuntia piikkien välillä, osoittautui luotettavaksi menetelmäksi ESES:n kvantifioimiseen. Useammasta elektrodista integroitu piikkien neliöllinen keskiarvo oli piikin voimakkuuden vakaa mitta häiriintymättömässä NREM-unessa. Päätelmät: Lääkehoidolle vastaamatonta CSWS:ää sairastavat potilaat, joilla on rakenteellinen aivopoikkeavuus ja yhdensuuntainen purkauksen leviämismalli, näyttävät kohtausten vähenemisen lisäksi hyötyvän epilepsiakirurgiasta kognitiivisesti. Puoliautomaattinen piikki-indeksin kvantifiointi sopivilla käyttäjäasetuksilla ja uusi spatiaalisesti integroitu piikin voimakkuuden mittari ovat stabiileja ja lupaavia ESES:n kvantitatiivisia mittareita. Avainsanat: Unenaikainen sähköinen status epilepticus, ESES, CSWS, epilepsiakirurgia, piikki-indeksi, piikin voimakkuus, neliöllinen keskiarvo

Finna ja ontologiat

Esitys Kansalliskirjaston Finto-palvelun ja arkistosektorin KDK-yhteistyöverkoston järjestämässä seminaarissa: Linkity! Kohti yhteentoimivaa metatietoa 3.9.2014.

Työn fyysinen ja psyykkinen kuormittavuus vanhustenhoidossa - seurantatutkimus ergonomisen kehittämistyön tuloksista

Tutkimuksen tarkoituksena oli analysoida vanhusten ympärivuorokautisen hoidon yksiköissä työskentelevien työntekijöiden työn fyysistä ja psyykkistä kuormittavuutta ja työhön liittyviä fyysisiä riskejä. Lisäksi haluttiin selvittää, millaisia vaikutuksia fyysisen kuormittavuuden vähentämistä tavoitelleella ergonomisella kehittämisinterventiolla saadaan aikaan. Tutkimuksessa hyödynnettiin Turun kaupungin vanhuspalveluissa vuosina 2010–2012 toteutuneessa ergonomisessa kehittämisinterventiossa (47 työyksikköä) kertynyttä ja vuosien 2010 ja 2012 Kunta10-kyselyn (120 työyksikköä) tuottamaa tietoa. Intervention ydin oli Työterveyslaitoksen Fyysisten riskien hallintamalli hoitoalalla -mallin käyttööotto. Käytetyt mittarit olivat seuraavat: Työn kuormitus- ja työtyytyväisyyskysely työntekijöille, asiakkaiden toimintakykyä mittaava RAVATM -indeksi, fyysistä kuormitusta ja työn riskejä mittava Care ThermometerTM-menetelmä, potilassiirtojen turvallisuusjohtamisen (PHOQS) arviointi sekä esimies- ja ergonomiavastaavien kysely. Lisäksi käytössä olivat Kunta10-kyselyn tulokset valittujen muuttujien osalta kaikista tutkimukseen osallistuvista kaupungeista sekä ympärivuorokautisen hoidon asiakkaita ja hoitohenkilöstöä kuvaavia tilastoja. Työ vanhusten ympärivuorokautisessa hoidossa on fyysisesti ja psyykkisesti kuormittavaa. Interventiotoimenpiteistä huolimatta koettu fyysinen ja psyykkinen kuormittavuus kasvoivat, tosin fyysinen psyykkistä vähemmän. Kuormittavuus vaihteli toimintamuodoittain ja ammattiryhmittäin. Fyysisesti kuormittavimmaksi työ koettiin pitkäaikaissairaanhoidossa, psyykkinen kuormitus kasvoi eniten tehostetussa palveluasumisessa. Vanhainkodit sijoittuivat näiden väliin. Lähihoitajat kokivat työnsä fyysisesti kuormittavimmaksi, kun taas sairaanhoitajien työ oli psyykkisesti lähihoitajien työtä kuormittavampaa. Ergonomiakoulutus vähensi eniten koettua fyysistä kuormittavuutta. Kehityskeskustelut ja aiempaa paremmaksi arvioitu työkyky vähensivät mutta tyytymättömyys työhön lisäsi koettua fyysistä ja psyykkistä kuormittavuutta. Työntekijöiden ikä, RAVATM -indeksi, Care ThermometerTM -mittaukset ja PHOQS-pisteet eivät olleet tilastollisesti merkitsevästi yhteydessä kuormittavuuden muutoksiin. Työn kuormittavuuden vähentäminen ja turvallisen työskentelyn edistäminen vaativat pitkäkestoista toimintaa ja hyvää johtamista erityisesti lähiesimiehiltä. Fyysisten riskien hallintamallin käyttöönotto ja ergonomiavastaavien toiminnan vakiinnuttaminen tukevat tavoitteiden saavuttamista.

Electrolocation-communication discharges of the fish Gymnotus carapo L. (Gymnotidae: Gymnotiformes) during behavioral sleep

Technical problems have hampered the study of sleep in teleosts. The electrical discharges of Gymnotus carapo L. (Gymnotidae: Gymnotiformes) were monitored to evaluate their ease and reliability as parameters to study sleep. The discharges were detected by electrodes immersed in a glass aquarium and were recorded on a conventional polygraph. G. carapo showed conspicuous signs of behavioral sleep. During these periods, opercular beat rates were counted, electric discharges recorded, and the "sharp discharge increase" (SDI) of the orienting reflex was investigated. All 20 animals monitored maintained electrical discharges during behavioral sleep. The discharge frequencies during sleep (50.3 ± 10.4 Hz) were not significantly different from those observed when the fish was awake and inactive (57.2 ± 12.1 Hz) (Wilcoxon matched-pairs signed-ranks test, P>0.05). However, the SDI, which was prevalent in the awake fish, was not observed during periods of behavioral sleep. Additional observations showed that the species had cannibalistic habits. When presented with electrical discharges from a conspecific, the sleeping fish showed an initial decrease or pause in discharge frequency, while the awake fish did not have this response. We conclude that the electrical discharges of G. carapo were not conspicuous indicators of behavioral sleep. Discharges may have been maintained during sleep for sensory purposes, i.e., conspecific detection and avoidance of cannibalistic attacks.

Pohjoismaisten yhdistelmärahastojen menestyminen vuosina 1999–2012

Tämä Pro Gradu -tutkielma tarkastelee Pohjoismaisten yhdistelmärahastojen menestymistä vuosina 1999–2012. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia rahastonhoitajien markkina-ajoituskykyä kolmella eri periodilla. Periodit koostuvat vuosista 1999–2005, 2006–2012 ja 1999–2012. Tutkimuksessa käytetään monia tunnettuja riskin huomioivia mittareita, kuten esimerkiksi Sharpen indeksiä ja Jensenin alfaa. Markkina-ajoituskykyä testataan Treynor-Mazuy ja Henriksson-Merton -malleilla. Tutkimus osoittaa, että vain harvoilla rahastonhoitajilla on markkina-ajoituskykyä. Tutkimuksesta ei myöskään löydetä viitteitä siitä, että tietyn-tyyppiset yhdistelmärahastot suoriutuisivat paremmin markkinoilla.

Determinants of Bone Strength and Predictors of Hip Fracture among Finnish Adults. Results from the Health 2000 Survey and the Mini-Finland Health Survey

The objective of this thesis was to identify the determinants of bone strength and predictors of hip fracture in representative samples of Finnish adults. A secondary objective was to construct a simple multifactorial model for hip fracture prediction over a 10-year follow-up period. The study was based on the Health 2000 Survey conducted during 2000 to 2001 (men and women aged 30 years or over, n=6 035) and the Mini-Finland Health Survey conducted during 1978 to 1980 (women aged 45 years or over, n=2 039). Study subjects participated in health interviews and comprehensive health examination. In the Health 2000 Survey, bone strength was assessed by means of calcaneal quantitative ultrasound (QUS). The follow-up information about hip fractures was drawn from the National Hospital Discharge Register. In this study, age, weight, height, serum 25-hydroxyvitamin D (S-25(OH)D), physical activity, smoking and alcohol consumption as well as menopause and eventual HRT in women were found to be associated with calcaneal broadband ultrasound attenuation (BUA) and speed of sound (SOS). Parity was associated with a decreased risk of hip fracture in postmenopausal women. Age, height, weight or waist circumference, quantitative ultrasound index (QUI), S-25(OH)D and fall-related factors, such as maximal walking speed, Parkinson’s disease, and the number of prescribed CNS active medication were significant independent predictors of hip fracture. At the population level, the incremental value of QUS appeared to be minor in hip fracture prediction when the fall-related risk factors were taken into account. A simple multifactorial model for hip fracture prediction presented in this study was based on readily available factors (age, gender, height, waist circumference, and fallrelated factors). Prospective studies are needed to test this model in patient-based study populations.

Varallisuushinnat rahapolitiikan haasteina

Työssä tarkastellaan rahapolitiikan kehitystä alkuun historiallisesti ja sen jälkeen ensisijaisesti rahapolitiikassa käytettävien mallien osalta. Lähtökohtana on rahapolitiikassa korostuva käsitys säännönmukaisuudesta. Kuten Michael Woodford (2003) kirjoittaa, rahapolitiikassa pyritään nykyään yhä voimakkaammin seuraamaan sääntöjä, ei sokeasti vaan ottamalla huomioon seuraukset ja kantamalla niistä vastuu. Keskeinen kysymys työssä onkin, millaisia sääntöjä ja malleja rahapolitiikan hoidossa nykyään olisi hyvä seurata ja kehittää. Rahapolitiikan säännöt olivat vielä 1980-luvulle rahamääräsääntöjä, mutta John B. Taylorin myötä korkosäännöistä tuli vallitseva suuntaus 1990-luvulla. On myös kehitelty teoreettisia optimaalisia malleja, joissa pyritään löytämään paras mahdollinen reaktio talouden tilaan, joka maksimoisi yhteisöllisen hyvinvoinnin. Näiden osalta työssä on tarkasteltu Michael Wickensin ja Woodfordin malleja suljetun talouden osalta ja Alfred Guenderin malleja avoimen talouden kohdalla. Näihin jälkimmäisiin malleihin koron lisäksi sijoitetaan myös valuuttakurssit, ja tällaista mittaria on tavattu kutsua MCI-indeksiksi, Monetary Condition Index. Viime vuosien kriisien myötä huomio on kiinnittynyt myös varallisuushintojen asemaan rahapolitiikassa. On alettu luoda entistä kattavampia mittareita, joihin sisällytetään myös osakkeiden ja asuntojen hintojen kehitys. Näitä kutsutaan FCI-indekseiksi, Financial Condition Indices, ja aivan viime aikoina niitä on kehitetty hyvinkin laaja-alaisiksi sisällyttäen niihin useita erilaisia muuttujia, kuten esimerkiksi Angelopouloun ym. tutkimus (2013) osoittaa. Tässä työssä on tarkasteltu reaalikoron, reaalisen valuuttakurssin, osakkeiden ja asuntojen hintojen kehitystä viiden euromaan – Suomen, Saksan, Ranskan, Espanjan ja Italian – osalta vuosina 1991–2012. Painot on estimoitu kaikille muuttujille mutta myös ilman varallisuushintoja. Estimointi antaa ymmärtää, että varallisuushinnat ovat merkittävä tekijä aineistossa, eikä suppea estimointi nostanut perinteellisten muuttujien – koron ja valuuttakurssin – merkitsevyyttä. Muuttujien aikasarjojen vertaileminen toi esiin huomattavan eron erityisesti asuntojen hintojen osalta Saksan ja muiden maiden välillä: Saksassa asuntojen hintakehitys oli melko tasainen eikä romahtanut vuoden 2008 kriisin myötä vaan lähti itse asiassa nousuun. Työssä on myös muodostettu niin FCI- kuin MCI-indeksi Saksalle, ja näiden vertaileminen osoittaa, että FCI-indeksi antaa luotettavamman kuvan muutoksista kuin MCI-indeksi, ja sen avulla pystytään myös paremmin ennakoimaan tulevaa. Täyttä yksimielisyyttä tutkijoiden kesken ei vielä ole, mutta tämän työn perusteella näyttää siltä, että indeksi, johon on lisätty varallisuushinnat, olisi edullista rahapolitiikan hoidossa, niin talouden muutosten kuvaamisessa kuin ennustamisessakin.

Shirshovin lause PI-algebroissa

Tässä työssä esitetään venäläisen matemaatikon A.I. Shirshovin teorioita ja tuloksia sanojen kombinatoriikasta. Lisäksi näytetään miten ne soveltuvat PI-algebrojen maailmaan. Shirshovin tuloksia tarkasteltaessa käsitellään sanoja erillisinä kombinatorisina objekteina ja todistetaan Shirshovin Lemma, joka on tämän työn perusta. Lemmanmukaan tarpeeksi pitkille sanoille saadaan tiettyä säännönmukaisuutta ja se todistetaan kolme kertaa. Ensimmäisestä saadaan tarpeeksi pitkän sanan olemassaolo.Toinen todistus mukailee Shirshovin alkuperäistä todistusta. Kolmannessa todistuksessa annetaan tarpeeksi pitkälle sanalle paremmin käytäntöön soveltuva raja. Tämän jälkeen käsitellään sanoja algebrallisina objekteina. Työn päätuloksena todistetaan Shirshovin Korkeuslause, jonka mukaan jokainen äärellisesti generoidunPI-algebran alkio on sanojen ω1k1 ···ωdkd lineaarikombinaatio, missä sanojen ωi pi-tuudet sekä indeksi i ovat rajatut. Shirshovin Korkeuslauseesta seuraa suoraan positiivinen ratkaisu Kurochin ongelmaan PI-algebroilla sekä saadaan raja alkioiden lukumäärälle, jolla algebra generoituu moduliksi. Lisäksi esitetään toisena sovelluksena ilman todistuksia Shirshovin soveltuvuus Jacobsonin radikaalin nilpotenttisuuteen. Pääsääntöisenä lähteenä käytetään A. Kanel-Belowin ja L. H. Rowenin kirjaa: Computational aspects of polynomial identities.

Modeling Energy Futures Returns With Markov Regime Switching Model

Financial time series have a tendency of abruptly changing their behavior and maintain this behavior for several consecutive periods, and commodity futures returns are not an exception. This quality proposes that nonlinear models, as opposed to linear models, can more accurately describe returns and volatility. Markov regime switching models are able to match this behavior and have become a popular way to model financial time series. This study uses Markov regime switching model to describe the behavior of energy futures returns on a commodity level, because studies show that commodity futures are a heterogeneous asset class. The purpose of this thesis is twofold. First, determine how many regimes characterize individual energy commodities’ returns in different return frequencies. Second, study the characteristics of these regimes. We extent the previous studies on the subject in two ways: We allow for the possibility that the number of regimes may exceed two, as well as conduct the research on individual commodities rather than on commodity indices or subgroups of these indices. We use daily, weekly and monthly time series of Brent crude oil, WTI crude oil, natural gas, heating oil and gasoil futures returns over 1994–2014, where available, to carry out the study. We apply the likelihood ratio test to determine the sufficient number of regimes for each commodity and data frequency. Then the time series are modeled with Markov regime switching model to obtain the return distribution characteristics of each regime, as well as the transition probabilities of moving between regimes. The results for the number of regimes suggest that daily energy futures return series consist of three to six regimes, whereas weekly and monthly returns for all energy commodities display only two regimes. When the number of regimes exceeds two, there is a tendency for the time series of energy commodities to form groups of regimes. These groups are usually quite persistent as a whole because probability of a regime switch inside the group is high. However, individual regimes in these groups are not persistent and the process oscillates between these regimes frequently. Regimes that are not part of any group are generally persistent, but show low ergodic probability, i.e. rarely prevail in the market. This study also suggests that energy futures return series characterized with two regimes do not necessarily display persistent bull and bear regimes. In fact, for the majority of time series, bearish regime is considerably less persistent. Rahoituksen aikasarjoilla on taipumus arvaamattomasti muuttaa käyttäytymistään ja jatkaa tätä uutta käyttäytymistä useiden periodien ajan, eivätkä hyödykefutuurien tuotot tee tähän poikkeusta. Tämän ominaisuuden johdosta lineaaristen mallien sijasta epälineaariset mallit pystyvät tarkemmin kuvailemaan esimerkiksi tuottojen jakauman parametreja. Markov regiiminvaihtomallit pystyvät vangitsemaan tämän ominaisuuden ja siksi niistä on tullut suosittuja rahoituksen aikasarjojen mallintamisessa. Tämä tutkimus käyttää Markov regiiminvaihtomallia kuvaamaan yksittäisten energiafutuurien tuottojen käyttäytymistä, sillä tutkimukset osoittavat hyödykefutuurien olevan hyvin heterogeeninen omaisuusluokka. Tutkimuksen tarkoitus on selvittää, kuinka monta regiimiä tarvitaan kuvaamaan energiafutuurien tuottoja eri tuottofrekvensseillä ja mitkä ovat näiden regiimien ominaisuudet. Aiempaa tutkimusta aiheesta laajennetaan määrittämällä regiimien lukumäärä tilastotieteellisen testauksen menetelmin sekä tutkimalla energiafutuureja yksittäin; ei indeksi- tai alaindeksitasolla. Tutkimuksessa käytetään päivä-, viikko- ja kuukausiaikasarjoja Brent-raakaöljyn, WTI-raakaöljyn, maakaasun, lämmitysöljyn ja polttoöljyn tuotoista aikaväliltä 1994–2014, siltä osin kuin aineistoa on saatavilla. Likelihood ratio -testin avulla estimoidaan kaikille aikasarjoille regiimien määrä,jonka jälkeen Markov regiiminvaihtomallia hyödyntäen määritetään yksittäisten regiimientuottojakaumien ominaisuudet sekä regiimien välinen transitiomatriisi. Tulokset regiimien lukumäärän osalta osoittavat, että energiafutuurien päiväkohtaisten tuottojen aikasarjoissa regiimien lukumäärä vaihtelee kolmen ja kuuden välillä. Viikko- ja kuukausituottojen kohdalla kaikkien energiafutuurien prosesseissa regiimien lukumäärä on kaksi. Kun regiimejä on enemmän kuin kaksi, on prosessilla taipumus muodostaa regiimeistä koostuvia ryhmiä. Prosessi pysyy ryhmän sisällä yleensä pitkään, koska todennäköisyys siirtyä ryhmään kuuluvien regiimien välillä on suuri. Yksittäiset regiimit ryhmän sisällä eivät kuitenkaan ole kovin pysyviä. Näin ollen prosessi vaihtelee ryhmän sisäisten regiimien välillä tiuhaan. Regiimit, jotka eivät kuulu ryhmään, ovat yleensä pysyviä, mutta prosessi ajautuu niihin vain harvoin, sillä todennäköisyys siirtyä muista regiimeistä niihin on pieni. Tutkimuksen tulokset osoittavat myös, että prosesseissa, joita ohjaa kaksi regiimiä, nämä regiimit eivät välttämättä ole pysyvät bull- ja bear-markkinatilanteet. Tulokset osoittavat sen sijaan, että bear-markkinatilanne on energiafutuureissa selvästi vähemmän pysyvä.

A performance analysis of conventional and fundamental exchange traded funds: ETFs and their risk-return characteristics in relation to building institutional investor’s passive portfolio

An exchange traded fund (ETF) is a financial instrument that tracks some predetermined index. Since their initial establishment in 1993, ETFs have grown in importance in the field of passive investing. The main reason for the growth of the ETF industry is that ETFs combine benefits of stock investing and mutual fund investing. Although ETFs resemble mutual funds in many ways, also many differences occur. In addition, ETFs not only differ from mutual funds but also differ among each other. ETFs can be divided into two categories, i.e. market capitalisation ETFs and fundamental (or strategic) ETFs, and further into subcategories depending on their fundament basis. ETFs are a useful tool for diversification especially for a long-term investor. Although the economic importance of ETFs has risen drastically during the past 25 years, the differences and risk-return characteristics of fundamental ETFs have yet been rather unstudied area. In effect, no previous research on market capitalisation and fundamental ETFs was found during the research process. For its part, this thesis seeks to fill this research gap. The studied data consist of 50 market capitalisation ETFs and 50 fundamental ETFs. The fundaments, on which the indices that the fundamental ETFs track, were not limited nor segregated into subsections. The two types of ETFs were studied at an aggregate level as two different research groups. The dataset ranges from June 2006 to December 2014 with 103 monthly observations. The data was gathered using Bloomberg Terminal. The analysis was conducted as an econometric performance analysis. In addition to other econometric measures, the methods that were used in the performance analysis included modified Value-at-Risk, modified Sharpe ratio and Treynor ratio. The results supported the hypothesis that passive market capitalisation ETFs outperform active fundamental ETFs in terms of risk-adjusted returns, though the difference is rather small. Nevertheless, when taking into account the higher overall trading costs of the fundamental ETFs, the underperformance gap widens. According to the research results, market capitalisation ETFs are a recommendable diversification instrument for a long-term investor. In addition to better risk-adjusted returns, passive ETFs are more transparent and the bases of their underlying indices are simpler than those of fundamental ETFs. ETFs are still a young financial innovation and hence data is scarcely available. On future research, it would be valuable to research the differences in risk-adjusted returns also between the subsections of fundamental ETFs.