Spatial patterns mediated by subcritical and supercritical thermal fluctuations in the splay Fréedericksz transition

The magnetically induced splay Fréedericksz transition is reexamined to look for pattern forming phenomena slightly above or below criticality. By using our traditional scheme of stochastic nematodynamic equations, situations are, respectively, found of transient and permanent predominance of transversal periodicities (wave numbers) along the direction perpendicular to the initial orientation within the sample. The relevance of these predictions in relation with recent observations in the electrically driven splay Fréedericksz transition, and in general with other pattern forming phenomena, is stressed.

Cytochrome P450 and ABCB1 genetics: association with quetiapine and norquetiapine plasma and cerebrospinal fluid concentrations and with clinical response in patients suffering from schizophrenia. A pilot study.

Variability in response to atypical antipsychotic drugs is due to genetic and environmental factors. Cytochrome P450 (CYP) isoforms are implicated in the metabolism of drugs, while the P-glycoprotein transporter (P-gp), encoded by the ABCB1 gene, may influence both the blood and brain drug concentrations. This study aimed to identify the possible associations of CYP and ABCB1 genetic polymorphisms with quetiapine and norquetiapine plasma and cerebrospinal fluid (CSF) concentrations and with response to treatment. Twenty-two patients with schizophrenia receiving 600 mg of quetiapine daily were genotyped for four CYP isoforms and ABCB1 polymorphisms. Quetiapine and norquetiapine peak plasma and CSF concentrations were measured after 4 weeks of treatment. Stepwise multiple regression analysis revealed that ABCB1 3435C > T (rs1045642), 2677G > T (rs2032582) and 1236C > T (rs1128503) polymorphisms predicted plasma quetiapine concentrations, explaining 41% of the variability (p = 0.001). Furthermore, the ABCB1 polymorphisms predicted 48% (p = 0.024) of the variability of the Δ PANSS total score, with the non-carriers of the 3435TT showing higher changes in the score. These results suggest that ABCB1 genetic polymorphisms may be a predictive marker of quetiapine treatment in schizophrenia.

Elemental and isotopic zoning in natural alpine quartz

THESIS ABSTRACT : Stable isotope geochemistry is used to help resolve a large number of geological questions. In order to do this, it is essential to understand the different mechanisms that govern isotopic fractionation processes between different phases and to identify the conditions required to reach equilibrium fractionation. However, at low temperatures, these processes are poorly constrained and many factors can induce differential partitioning of the isotopes between sectors of a mineral species and the fluid during mineral growth. This can result in so-called 'sector zoning' of a mineral species. The aim of this thesis is to evaluate the occurrence of sector zoning of the oxygen isotopes and trace elements in natural α-quartz crystals and to identify the reasons for such zoning. The implications for the fluid-mineral interactions are studied in the context of the Alpine metamorphism. The approach chosen has focused on examining the crystal structure, cathodoluminescence appearance (CL), and on relating elemental (e.g. Li, Na, Al, P, K, Ca, Ge, Ti, Fe) to stable oxygen isotope compositions between and along different growth sectors. Low temperature quartz samples were selected from Alpine veins in different localities, where growth conditions have already been well constrained. The mineralogy as well as the isotopic compositions of the host rocks were also investigated, in order to interpret the variations obtained between the different growth stages in the framework of fluid-rock interaction during Alpine metamorphism. Depending on the growth conditions, most of the studied quartz is strongly zoned in CL, and it reveals corresponding zonations in the trace element content (e.g. growth zoning). Aluminium, substituting for Si in the lattice, was found in concentrations up to 1000's ppma, and its distribution is strongly related to Li and H and to a lesser extent, to Ge. Elemental sector zoning is evident from the distribution of these three elements since they exhibit differences in their respective concentrations between faces for distinct growth zones, with prismatic faces having the lowest Al contents. Quartz from veins in magmatic rocks, for example, tend to have lower Al concentrations and similar concentrations of Li and Ti suggesting also a contribution of these elements from the host rock. The relationship between Al and Li is still correlated. Only Alpine crystals grown at higher temperatures (~400°C) without any CL zoning feature are free of these impurities and do not show such zoning characteristics. Differences in the δ18O values were measured between different faces principally in the AIenriched growth zones or stages. These results were confirmed by the means of two different methods (in situ/non in situ). However, it was determined that the Al concentrations do not affect significantly oxygen isotope fractionations at 300°C. The results altogether suggest that the presence of sector zoning in quartz crystals is real, but not universal, and henceforth should be taken into consideration for any use of these systems. The occurrence of disequilibrium partitioning has been enhanced and is possibly related to kinetic processes as well as structural effects that do not affect similarly trace element incorporation and isotopic fractionation. In situ measurements also revealed fine scale δ18O zonations along growth paths that are useful to constrain fluid-rock interactions during Alpine metamorphism. Variations in the δ18O values present along growth vectors indicate changes in the fluid composition and origin. Association with oxygen isotope composition of the host rock allows for the deduction of interactions between rocks, veins and consequently fluids, as well as fluid regimes. RESUME DE LA THESE : A basses températures, (i.e. <400°C) les différents mécanismes qui régissent le fractionnement isotopique ainsi que les conditions nécessaires pour établir un état d'équilibre sont peu connus et nombre de paramètres peuvent entraîner un partitionnement chimique différentiel entre différents secteurs d'un minéral et le fluide en contact. Ainsi, ce travail de thèse a pour but d'évaluer la possible présence de zonages sectoriels en isotopes de l'oxygène mais aussi en éléments traces dans des cristaux naturels de quartz-α de basses températures, ainsi que les raisons d'un tel phénomène et enfin ses implications sur les interactions fluide-roche, principalement dans le cadre du métamorphisme Alpin. La structure et l'apparence en cathodoluminescence (CL) des échantillons ont été caractérisées avant de retracer en détail les compositions en élément traces (Li, Na, Al, P, K, Ca, Ge, Ti, Fe) et en isotopes de l'oxygène, le long et entre différents secteurs. Les échantillons de quartz sélectionnés proviennent majoritairement de veines Alpine de différentes localités, où les conditions de croissance ont été déjà bien caractérisées. Les compositions minéralogiques et isotopiques de la roche encaissante ont aussi été examinées, pour contraindre les variations obtenues dans un contexte Alpin. Selon leurs conditions de croissance, la plupart des cristaux étudiés sont fortement zonés, ce qui est souligné par un zonage des concentrations en éléments traces (e.g. zonage de croissance). L'Aluminium, qui peut se substituer à la Silice dans le réseau cristallin, a été retrouvé jusqu'en très grandes concentrations dans certaines zones (plusieurs milliers de ppma). De plus, la distribution en Al est fortement liée à celles de Li et H, ainsi que dans une moindre mesure à Ge. La présence de zonage sectoriel est évidente au niveau de ces éléments qui montrent de larges différences de concentrations entre différentes faces pour une même zone de croissance, avec les concentrations les plus basses retrouvées dans les faces prismatiques. Les quartz de veines situées dans des roches magmatiques par exemple possèdent des concentrations en Li et Ti de même ordre de grandeur, confirmant le rôle de la composition de la roche encaissante. La relation Li/Al est toujours fortement présente, mais ce rapport est fonction de la face mesurée. Seuls les cristaux Alpins de plus hautes températures (400°C) ne possédant pas de zones en CL ne présentent aucune de ces caractéristiques. Des différences dans les valeurs de δ18O de zones identiques enrichies en Al ont clairement été mesurées entre les différentes faces r, z, et m, mais aussi au sein d'une même seule zone, indiquant que le fractionnement a probablement eu lieu en déséquilibre. Il a été déterminé que la présence d'Al dans ces teneurs n'avait qu'un faible effet sur le fractionnement isotopique de l'oxygène. L'utilisation de deux méthodes différentes a permis d'obtenir des résultats in situ et non in situ concordants. La comparaison des résultats obtenus permet de démontrer que le zonage sectoriel est bien présent dans certains cristaux de quartz, et dépend des conditions de formation. La présence d'un partitionnement différentiel des éléments traces peut être due à des effets cinétiques aussi bien que structuraux, alors que le zonage sectoriel des isotopes de l'oxygène aurait d'autres origines. Il est alors évident que la possibilité de zonage sectoriel doit être désormais pris en considération avant toute interprétations de données isotopiques de cristaux zonés. Les mesures in situ ont de plus permis de distinguer de fines variations des valeurs δ18O au cours de la croissance, qui peuvent aider à retracer la circulations des fluides dans les Alpes durant cette période. En association avec les compositions des roches encaissantes, ii est possible de déduire les interactions entre roches, veines, et par conséquent fluides, au cours de différentes étapes. RESUME GRAND PUBLIC : La géochimie des isotopes stables a pris beaucoup d'importance depuis ces dernières années pour aider à résoudre nombre de questions géologiques, en se basant sur les caractéristiques du fractionnement isotopiques pour différents systèmes. Il est donc nécessaire d'avoir une connaissance approfondie des mécanismes qui s'appliquent au fractionnement isotopique entre les minéraux et les fluides à partir desquels ils se forment. Ces mécanismes ont été bien approchés par différents types de calibrations pour des systèmes à hautes températures, cependant cela n'est pas aussi évident pour les systèmes à des températures inférieures à 400-500°C. Ce travail de thèse a pour but d'aider à la description et la compréhension des phénomènes qui peuvent affecter le fractionnement isotopique à basses températures, ainsi que leurs implications, à partir de l'étude de cristaux de quartz. Le choix des échantillons s'est porté sur des cristaux naturels formés à des températures inférieures ou égales à 400°C, provenant majoritairement de fissures hydrothermales Alpines dont les conditions de formation ont déjà été déterminées. L'étude des cristaux Alpin permet de plus de replacer les résultats obtenus dans le contexte du métamorphisme Alpin au cours du Miocène (21-13 Ma). Après examen de la structure et de la morphologie des cristaux, et leur caractérisation par cathodoluminescence (CL), des analyses chimiques détaillées sur les éléments en traces pouvant entrer dans le réseau cristallin du quartz comme impuretés (i.e. Li, Na, Al, P, K, Ca, Ge, Ti), et des isotopes stables de l'oxygène, ont été menées. En fonction des conditions de croissance, la plupart des cristaux présentent des zonations, qui peuvent être facilement reliées à la distribution des éléments traces analysés par microsonde électronique, sonde ionique (SIMS) et LA-ICPMS. De fortes concentrations d'Aluminium (plusieurs milliers de parties par million atomique) ont pu être observées dans les zones les plus externes des cristaux. De plus, les concentrations en Al et en Li sont toujours corrélées; la présence d'Hydrogène déduite à partir d'analyses par FTIR suit cette même tendance. Les différentes faces des cristaux présentent des concentrations distinctes d'Al, Li et H pour des mêmes zones de croissance, avec par exemple les concentrations les plus faibles dans les zones des faces prismatiques. Cela implique la présence d'un zonage sectoriel, qui a déjà été observé principalement dans des carbonates mais jamais décrit auparavant pour des quartz. Seuls les cristaux alpins homogènes en CL dont la croissance s'est faite à plus haute température (400°C) ne présentent aucune de ces caractéristiques. Par analogie avec le zonage sectoriel en Al, élément qui se substitue au Si dans le réseau cristallin du quartz, il est possible de penser qu'un zonage sectoriel pourrait aussi s'appliquer aux isotopes de l'oxygène. Des précédentes études avaient en effet émis cette hypothèse. Nos résultats ont été obtenus à partir d'analyses à la fois in- situ par SIMS, et par extraction assistée par laser-CO2 sur des parties de quartz soigneusement séparées, et sont en accord entre les deux méthodes. Un zonage sectoriel est en effet bien présent pour les cristaux alpins, mais principalement au niveau des zones très riches en Aluminium. Cependant, il a été déterminé que la présence d'Al dans ces teneurs avait un effet plus que minimal sur le fractionnement isotopique de l'oxygène. Des différences importantes ont été observées entre les faces r & z mais aussi au sein d'une même et seule zone, indiquant que le fractionnement a pu avoir lieu en déséquilibre, ce qui est aussi visible au niveau des valeurs totalement opposées entre faces pour la dernière phase de croissance de certains cristaux. Ainsi l'association de ces résultats laisse suggérer que la présence d'un zonage sectoriel peut être liée à différents paramètres tels que le taux de croissance ou la structure de surface du cristal, mais qui n'affectent pas de la même façon l'incorporation des éléments traces et le fractionnement isotopique. La possibilité d'un zonage sectoriel est importante à prendre en compte lors de toute interprétation de données isotopiques. Les analyses des isotopes de l'oxygène effectuées par SIMS ont aussi permis de distinguer des variations importantes à petite échelle au cours de la croissance. Des mesures faites par laser CO2 sur certaines roches encaissantes, ont permis distinguer plusieurs étapes dans la croissance des minéraux et de déduire le rôle de l'encaissant et le type de fluide. En association avec de précédentes études, il a été ainsi possible de mieux contraindre la formation de ces cristaux dans le contexte alpin et la circulation de fluide au cours du métamorphisme alpin durant le Miocène.

Unusual association of diseases/symptoms: Encephalitis with herpes simplex-2 in the cerebrospinal fluid and anti-RI (ANNA-2) antibodies: an infectious or a paraneoplastic syndrome?

We report on a 70-year-old woman with partial complex status epilepticus who was initially diagnosed with herpes simplex-2 (HSV-2) encephalitis, based on brain magnetic resonance imaging (MRI) findings, cerebrospinal fluid (CSF) lymphocytic pleocytosis and HSV-2 DNA detection by polymerase chain reaction (PCR) in the CSF, but without improvement on intravenous acyclovir. Anti-Ri antibodies were positive and computed tomography (CT) investigations revealed a small cell carcinoma at biopsy suggesting paraneoplastic encephalitis. The outcome was unfavourable and the autopsy showed typical features of paraneoplastic encephalitis but no evidence of viral inclusions. This case report is interesting because: (1) it is the first report of an autopsy proven paraneoplastic widespread encephalitis with anti-Ri antibodies; (2) despite a positive HSV-2 PCR in the CSF, there was no sign of herpetic infections of the nervous system; and (3) it illustrates the fact that if paraneoplastic antibodies are usually good markers of the underlying tumour, they are not always predictive of neurological deficits.

Ex-PRESS R-50 miniature glaucoma implant insertion under the conjunctiva combined with cataract extraction

Rapport de synthèse : Le glaucome à angle ouvert est une neuropathie optique chronique progressive pour laquelle de nombreux traitements tant médicaux que chirurgicaux ont été proposés. La prise en charge chirurgicale s'articule principalement autour de deux chirurgies filtrantes, la trabéculectomie et la sclérectomie profonde avec implant de collagène. Cependant, les complications postopératoires de ces deux interventions étant relativement fréquentes, la recherche s'est orientée vers des traitements alternatifs dont la mise en place de micro-drains. Ces implants de drainage diminuent la pression intraoculaire en créant un court-circuit du flux d'humeur aqueuse de la chambre antérieure vers l'espace sous-conjonctival avec formation d'une bulle de filtration. L'implant Ex-PRESS R-50 est un implant miniature (2.5 mm de long pour 400 µm de diamètre) en acier inoxydable et biocompatible. La présente étude s'est proposée d'étudier l'efficacité et la sécurité de l'implant miniature Ex-Press R-50 lors d'une opération combinée cataracte-glaucome. Trente-cinq yeux de 35 patients (âge moyen: 75 ans) ont été inclus dans l'étude. Tous les patients ont bénéficié d'une opération de la cataracte par phacoemulsification et mise en place d'un implant de chambre postérieure suivie de l'implantation du micro-drain. Les pressions intraoculaires préopératoires et postopératoires, la meilleure acuité visuelle corrigée, le nombre de médicaments anti-glaucomateux ainsi que le type et le nombre de complications ont été évalués mensuellement puis tous les 6 mois pendant 4 ans. Le succès total a été défini par une pression postopératoire finale inférieure à 18mmHg sans traitement médical associé, le succès partiel par une pression postopératoire finale inférieure à 18mmHg avec ou sans traitement médical associé.. Le suivi moyen a été de 36.9 mois avec une baisse de la pression intraoculaire significative d'environ 25%. Une augmentation de l'acuité visuelle a été observée après l'opération de la cataracte et le nombre de médicaments anti-glaucomateux a été réduit de 57%. Dix patients ont bénéficié d'un traitement supplémentaire de la bulle de filtration par injection d'anti-métabolite (mitomycine C). Nous avons observé 8 complications majeures (4 érosions conjonctivales et 4 obstructions de l'orifice interne du micro-drain), toutes suivies de l'ablation de l'implant et de la réalisation d'une chirurgie classique du glaucome. En se basant sur les courbes de Kaplan-Meier à 48 mois, le taux de succès total était de 32.7% et le succès partiel de 53.7%. Nous pouvons conclure suite à ce travail que l'implant miniature Ex-PRESS R-50 est associé à un nombre trop élevé de complications, même si les cas non compliqués ont bénéficié d'une baisse significative de la pression intraoculaire. La modification de l'architecture du micro-drain ainsi que de la technique chirurgicale devrait augmenter le taux de succès.

Origin of CO2 and carbonate veins in mantle-derived xenoliths in the Pannonian Basin

The origin and evolution of CO2 inclusions and calcite veins in peridotite xenoliths of the Pannonian Basin, Hungary, were investigated by means of petrographic investigation and stable isotope analyses. The fluid inclusions recovered in paragenetic olivine and clinopyroxene belong to distinct populations: type A (texturally early) inclusions with regular shapes (often with negative crystal forms) forming intragranular trails, type B (texturally late) inclusions defining randomly oriented trails that reach grain boundaries Type B inclusions are often associated with silicate melt (type C) inclusions Stable carbon isotope compositions in inclusion-hosted CO2 were obtained by vacuum crushing followed by conventional dual inlet as well as continuous flow mass spectrometry in order to eliminate possible lab artifacts. Olivines, clino- and orthopyroxenes of the host peridotite have oxygen isotope compositions from 5.3 to 6.0 parts per thousand (relative to V-SMOW). without any relationship with xenolith texture. Some of the xenoliths contained calcite in various forms veins and infillings in silicate globules in veins, secondary carbonate veins filling cracks and metasomatic veins with diffuse margins The former two carbonate types have delta C-13 values around -13 parts per thousand (relative to V-PDB) and low Sr contents (<05 wt %), whereas the third type,veins with high-temperature metasomatic features have a delta C-13 value of -5 0 parts per thousand and high Sr contents up to 34 wt.% In spite of the mantle-like delta C-13 value and the unusually high Sr content typical for mantle-derived carbonate, trace element compositions have proven a crustal origin. This observation supports the conclusions of earlier studies that the carbonate melt droplets found on peridotite xenoliths in the alkaline basalts represent mobilized sedimentary carbonate. The large delta C-13 range and the C-12-enrichment in the carbonates can be attributed to devolanlization of the migrating carbonate or infiltration of surficial fluids containing C-12-rich dissolved carbon Carbon isotope compositions of inclusion-hosted CO2 range from -17 8 to -4.8 parts per thousand (relative to V-PDB) with no relation to the amount of CO2 released by vacuum crushing. Low-delta C-13 values measured by stepwise heating under vacuum suggest that the carbon component is pristine and not related to surficial contamination, and that primary mantle fluids with delta C-13 values around -5 parts per thousand were at least partly preserved in the xenoliths Tectonic reworking and heating by the basaltic magma resulted in partial CO2 release and local C-13-depletion. (C) 2010 Elsevier B V All rights reserved

Stereoselective metabolism of citalopram in plasma and cerebrospinal fluid of depressive patients: relationship with 5-HIAA in CSF and clinical response.

Plasma and cerebrospinal fluid (CSF) concentrations of the enantiomers of citalopram (CIT), its N-demethylated metabolite demethylcitalopram (DCIT) and its deaminated metabolite citalopram propionic acid derivative (CIT-PROP) were measured in plasma and CSF in 22 depressed patients after a 4-week treatment with 40 mg/d citalopram, which was preceded by a 1-week washout period. CSF 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA) and homovanillic acid (HVA) were measured at baseline and after the 4-week CIT medication period. Patients were assessed clinically, using the Hamilton Depression Rating Scale (21-item HAM-D): at baseline and then at weekly intervals. CSF concentrations of S-CIT and R-CIT were 10.6 +/- 4.3 and 20.9 +/- 6 ng/mL, respectively, and their CSF/plasma ratios were 52% +/- 9% and 48% +/- 6%, respectively. The CIT treatment resulted in a significant decrease (28%) of 5-HIAA (P < 0.0001) and a significant increase (41%) of HVA in the CSF. Multiple linear regression analyses were performed to identify the impact of plasma and CSF CIT enantiomers and its metabolites on CSF monoamine metabolites and clinical response. There were 10 responders as defined by a > or =50% decrease of the HAM-D score (DeltaHAM-D) after the 4-week treatment. DeltaHAM-D correlated (Spearman) significantly with CSF S-CIT (r = - 0.483, P < 0.05), CSF S-CIT-PROP (r = -0.543, P = 0.01) (a metabolite formed from CIT by monoamine oxidase [MAO]) and 5-HIAA decrease (Delta5-HIAA) (r = 0.572, P = 0.01). The demonstrated correlations between pharmacokinetic parameters and the clinical outcome as well as 5-HIAA changes indicate that monitoring of plasma S-CIT, CSF S-CIT and CSF S-CIT-PROP may be of clinical relevance.

Analysis of cannabinoids in oral fluid by liquid chromatography-tandem mass spectrometry

A sensitive method was developed for quantifying a wide range of cannabinoids in oral fluid (OF) by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). These cannabinoids include a dagger(9)-tetrahydrocannabinol (THC), 11-hydroxy-a dagger(9)-tetrahydrocannabinol (11-OH-THC), 11-nor-9-carboxy-a dagger(9)-tetrahydrocannabinol (THCCOOH), cannabinol (CBN), cannabidiol (CBD), a dagger(9)-tetrahydrocannabinolic acid A (THC-A), 11-nor-9-carboxy-a dagger(9)-tetrahydrocannabinol glucuronide (THCCOOH-gluc), and a dagger(9)-tetrahydrocannabinol glucuronide (THC-gluc). Samples were collected using a Quantisal (TM) device. The advantages of performing a liquid-liquid extraction (LLE) of KCl-saturated OF using heptane/ethyl acetate versus a solid-phase extraction (SPE) using HLB copolymer columns were determined. Chromatographic separation was achieved in 11.5 min on a Kinetex (TM) column packed with 2.6-mu m core-shell particles. Both positive (THC, 11-OH-THC, CBN, and CBD) and negative (THCCOOH, THC-gluc, THCCOOH-gluc, and THC-A) electrospray ionization modes were employed with multiple reaction monitoring using a high-end AB Sciex API 5000 (TM) triple quadrupole LC-MS/MS system. Unlike SPE, LLE failed to extract THC-gluc and THCCOOH-gluc. However, the LLE method was more sensitive for the detection of THCCOOH than the SPE method, wherein the limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) decreased from 100 to 50 pg/ml and from 500 to 80 pg/ml, respectively. The two extraction methods were successfully applied to OF samples collected from volunteers before and after they smoked a homemade cannabis joint. High levels of THC were measured soon after smoking, in addition to significant amounts of THC-A. Other cannabinoids were found in low concentrations. Glucuronide conjugate levels were lower than the method's LOD for most samples. Incubation studies suggest that glucuronides could be enzymatically degraded by glucuronidase prior to OF collection

Comparative study of upper lip frenectomy with the CO2 laser versus the Er, Cr: YSGG laser

Objectives: To compare upper lip frenulum reinsertion, bleeding, surgical time and surgical wound healing in frenectomies performed with the CO2 laser versus the Er, Cr:YSGG laser. Study design: A prospective study was carried out on 50 randomized pediatric patients who underwent rhomboidal resection of the upper lip frenulum with either the CO2 laser or the Er,Cr:YSGG laser. Twenty-five patients were assigned to each laser system. All patients were examined at 7, 14, 21 days and 4 months after the operation in order to assess the surgical wound healing. Results: Insertion of the frenulum, which was preoperatively located between the upper central incisors, migrated to the mucogingival junction as a result of using both laser systems in all patients. Only two patients required a single dose of 650 mg of paracetamol, one of either study group. CO2 laser registered improved intraoperative bleeding control results and shorter surgical times. On the other hand, the Er,Cr:YSGG laser achieved faster healing. Conclusions: Upper lip laser frenectomy is a simple technique that results in minimum or no postoperative swelling or pain, and which involves upper lip frenulum reinsertion at the mucogingival junction. The CO2 laser offers a bloodless field and shorter surgical times compared with the Er,Cr:YSGG laser. On the other hand, the Er,Cr:YSGG laser achieved faster wound healing.

AltitudeOmics: enhanced cerebrovascular reactivity and ventilatory response to CO2 with high-altitude acclimatization and reexposure.

The present study is the first to examine the effect of high-altitude acclimatization and reexposure on the responses of cerebral blood flow and ventilation to CO2. We also compared the steady-state estimates of these parameters during acclimatization with the modified rebreathing method. We assessed changes in steady-state responses of middle cerebral artery velocity (MCAv), cerebrovascular conductance index (CVCi), and ventilation (V(E)) to varied levels of CO2 in 21 lowlanders (9 women; 21 ± 1 years of age) at sea level (SL), during initial exposure to 5,260 m (ALT1), after 16 days of acclimatization (ALT16), and upon reexposure to altitude following either 7 (POST7) or 21 days (POST21) at low altitude (1,525 m). In the nonacclimatized state (ALT1), MCAv and V(E) responses to CO2 were elevated compared with those at SL (by 79 ± 75% and 14.8 ± 12.3 l/min, respectively; P = 0.004 and P = 0.011). Acclimatization at ALT16 further elevated both MCAv and Ve responses to CO2 compared with ALT1 (by 89 ± 70% and 48.3 ± 32.0 l/min, respectively; P < 0.001). The acclimatization gained for V(E) responses to CO2 at ALT16 was retained by 38% upon reexposure to altitude at POST7 (P = 0.004 vs. ALT1), whereas no retention was observed for the MCAv responses (P > 0.05). We found good agreement between steady-state and modified rebreathing estimates of MCAv and V(E) responses to CO2 across all three time points (P < 0.001, pooled data). Regardless of the method of assessment, altitude acclimatization elevates both the cerebrovascular and ventilatory responsiveness to CO2. Our data further demonstrate that this enhanced ventilatory CO2 response is partly retained after 7 days at low altitude.

Oxidation of methane at the CH4/H2O-(CO2) transition zone in the external part of the Central Alps, Switzerland: Evidence from stable isotope investigations

With the aim of understanding the mechanisms that control the metamorphic transition from the CH4- to the H2O-(CO2)-dominated fluid zone in the Helvetic domain of the Central Alps of Switzerland, fluid inclusions in quartz, illite ``crystallinity'' index, vitrinite reflectance, and the stable isotope compositions of vein and whole rock minerals and fluids trapped in quartz were investigated along four cross-sections. Increasing temperature during prograde metamorphism led to the formation of dry gas by hydrocarbon cracking in the CH4-zone. Fluid immiscibility in the H2O-CH4-(CO2)-NaCl system resulted in cogenetic, CH4- and H2O-dominated fluid inclusions. In the CH4-zone, fluids were trapped at temperatures <= 270 +/- 5 degrees C. The end of the CH4-zone is markedby a sudden increase of CO2 content in the gas phase of fluid inclusions. At temperatures > 270 +/- 5 degrees C, in the H2O-zone, the total amount of volatiles within the fluid decreased below 1 mol% with no immiscibility. This resulted m total homogenization temperatures of H2O-(CO2-CH4)-NaCl inclusions below 180 degrees C. Hydrogen isotope compositions of methane in fluid inclusion have delta D values of less than -100 parts per thousand in the CH4-zone, typical for an origin through cracking of higher hydrocarbons, but where the methane has not equilibrated with the pore water. delta D values of fluid inclusion water are around -40 parts per thousand., in isotopic equilibrium with phyllosilicates of the whole rocks. Within the CH4 to H2O(CO2) transition zone, delta D(H2O) values in fluid inclusions decrease to -130 parts per thousand interpreted to reflect the contribution of deuterium depleted water from methane oxidation. In the H2O-zone, delta D(H2O) values increase again towards an average of -30 parts per thousand which is again consistent with isotopic equilibrium with host-rock phyllosilicates. delta C-13 values of methane in fluid inclusions from the CH4-zone are around -27 parts per thousand in isotopic equilibrium with calcite in veins and whole rocks. The delta C-13(CH4) values decrease to less than -35 parts per thousand at the transition to the H2O-zone and are no longer in equilibrium with the carbonates in the whole rocks. delta C-13 values of CO, are variable but too low to be in equilibrium with the wall rock fluids, compatible with a contribution of CO2 from closed system oxidation of methane. Differences in isotopic composition between host-rock and Alpine fissure carbonate are generally small, suggesting that the amount of CO2 produced by oxidation of methane was small compared to the C-budget in the rocks and local pore fluids were buffered by the wall rocks during precipitation of calcite within the fissures. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

CO2:n käyttö puhdistuksessa ja inerttinä kaasuna öljynjalostusympäristössä

Tutkimuksen tavoitteena on löytää CO2:lle puhdistus- ja inertointikohteita öljynjalostusympäristöstä. CO2:na käytettäisiin Porvoon vetylaitokselta sivutuotteena tulevaa CO2:a. Vetylaitokselta saatava CO2-virta ei ole riittävän puhdasta käytettäväksi suoraan pesuissa ja inertoinnissa. CO2:n eri olomuotoja voidaan käyttää puhdistuksessa. Tutkimuksen lähtökohtana olleen ylikriittisen CO2:n tehokkuus perustuu sen liuottavuuteen. Huonosti liukenevien aineiden liukoisuus ylikriittiseen CO2:in paranee lisäaineiden ja pinta-aktiivisten aineiden käytöllä. Kiinteä CO2 jäädyttää ja poistaa epäpuhtauden sublimoitumisesta aiheutuvan paineaallon voimasta. Kuivajääpuhdistus soveltuu parhaiten tasaisten pintojen puhdistamiseen. Ylikriittisellä CO2:lla onnistuu nykyisellä teknologialla vain pienien kappaleiden puhdistaminen. Kuivajääpuhdistuksen toimivuutta kokeiltiin käytännössä Neste Oilin Porvoon jalostamolla hyvin tuloksin. Tasaisilta pinnoilta saatiin poistetuksi bitumia ja rasvakerros. Käyttökustannusvertailussa osoittautui ylikriittistä CO2:a käyttävä laitteisto halvemmaksi ja kuivajääpuhallus kalliimmaksi kuin konventionaaliset menetelmät. Säiliöiden paineistamiseen ja inertointiin käytetään yleisesti N2:ä. N2:llä inertoitavia kohteita voitaisiin korvata CO2:lla. CO2:n käyttöä rajoittavia seikkoja on hinta ja sen reaktiivisuus alkalimetallien kanssa. Vertailtaessa näiden kahden liukoisuuksia hiilivetyihin osoittautui CO2 monin kerroin liukoisemmaksi. Tämän ominaisuuden ansiosta CO2 voisi olla hyvä väliaine laitteiden hiilivetyvapaaksi saattamisessa.

A prospective, randomized, and controlled study of fluid management in children with severe head injury: lactated Ringer's solution versus hypertonic saline.

OBJECTIVES: Resuscitation in severe head injury may be detrimental when given with hypotonic fluids. We evaluated the effects of lactated Ringer's solution (sodium 131 mmol/L, 277 mOsm/L) compared with hypertonic saline (sodium 268 mmol/L, 598 mOsm/L) in severely head-injured children over the first 3 days after injury. DESIGN: An open, randomized, and prospective study. SETTING: A 16-bed pediatric intensive care unit (ICU) (level III) at a university children's hospital. PATIENTS: A total of 35 consecutive children with head injury. INTERVENTIONS: Thirty-two children with Glasgow Coma Scores of <8 were randomly assigned to receive either lactated Ringer's solution (group 1) or hypertonic saline (group 2). Routine care was standardized, and included the following: head positioning at 30 degrees; normothermia (96.8 degrees to 98.6 degrees F [36 degrees to 37 degrees C]); analgesia and sedation with morphine (10 to 30 microg/kg/hr), midazolam (0.2 to 0.3 mg/kg/hr), and phenobarbital; volume-controlled ventilation (PaCO2 of 26.3 to 30 torr [3.5 to 4 kPa]); and optimal oxygenation (PaO2 of 90 to 105 torr [12 to 14 kPa], oxygen saturation of >92%, and hematocrit of >0.30). MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Mean arterial pressure and intracranial pressure (ICP) were monitored continuously and documented hourly and at every intervention. The means of every 4-hr period were calculated and serum sodium concentrations were measured at the same time. An ICP of 15 mm Hg was treated with a predefined sequence of interventions, and complications were documented. There was no difference with respect to age, male/female ratio, or initial Glasgow Coma Score. In both groups, there was an inverse correlation between serum sodium concentration and ICP (group 1: r = -.13, r2 = .02, p < .03; group 2: r = -.29, r2 = .08, p < .001) that disappeared in group 1 and increased in group 2 (group 1: r = -.08, r2 = .01, NS; group 2: r = -.35, r2 =.12, p < .001). Correlation between serum sodium concentration and cerebral perfusion pressure (CPP) became significant in group 2 after 8 hrs of treatment (r = .2, r2 = .04, p = .002). Over time, ICP and CPP did not significantly differ between the groups. However, to keep ICP at <15 mm Hg, group 2 patients required significantly fewer interventions (p < .02). Group 1 patients received less sodium (8.0 +/- 4.5 vs. 11.5 +/- 5.0 mmol/kg/day, p = .05) and more fluid on day 1 (2850 +/- 1480 vs. 2180 +/- 770 mL/m2, p = .05). They also had a higher frequency of acute respiratory distress syndrome (four vs. 0 patients, p = .1) and more than two complications (six vs. 1 patient, p = .09). Group 2 patients had significantly shorter ICU stay times (11.6 +/- 6.1 vs. 8.0 +/- 2.4 days; p = .04) and shorter mechanical ventilation times (9.5 +/- 6.0 vs. 6.9 +/- 2.2 days; p = .1). The survival rate and duration of hospital stay were similar in both groups. CONCLUSIONS: Treatment of severe head injury with hypertonic saline is superior to that treatment with lactated Ringer's solution. An increase in serum sodium concentrations significantly correlates with lower ICP and higher CPP. Children treated with hypertonic saline require fewer interventions, have fewer complications, and stay a shorter time in the ICU.