Evaluación e intervención interdisciplinaria del dolor en Unidades de Cuidado Intensivo

El dolor es un problema importante para los pacientes hospitalizados en las UCI porque genera malestar y distrés. Además, la investigación ha demostrado que en algunos pacientes críticos el dolor agudo puede persistir después de alta y convertirse en crónico. La gestión eficaz del dolor en pacientes críticos requiere un enfoque interdisciplinario, que incorpore la visión y trabajo de expertos que representan una amplia variedad de especialidades clínicas. Así, la utilización de la intervención psicológica en el tratamiento del dolor es una parte integral de un enfoque global. Basado en una revisión de la evidencia científica, se identifican y señalan: (1) los tipos de dolor más comunes; (2) las características del dolor; (3) las patologías más frecuentes asociadas con la presencia de dolor; (4) los procedimientos que generan dolor en la UCI; (5) los métodos de evaluación del dolor; (6) la intervención del mismo y; (7) la contribución del psicólogo en la evaluación y manejo del dolor con el paciente, los familiares y los profesionales de la salud. La revisión realizada indica que los procesos psicológicos influyen tanto en la experiencia del dolor como en los resultados del tratamiento, por lo tanto la integración de los principios psicológicos en el tratamiento del dolor parecen tener potencial mejora de los resultados beneficiando la salud del paciente.

Alteración en la regulación de la apoptosis vía Fas/FasL en cáncer gástrico

El cáncer gástrico es una de las enfermedades neoplásicas de más alta incidencia y mortalidad a nivel mundial: es el segundo tipo de cáncer más frecuente en el mundo y la primera causa mundial de mortalidad por esta enfermedad. Por su parte, la apoptosis es un proceso importante de muerte celular programada que se presenta durante la embriogénesis, la regulación del sistema inmune y el mantenimiento de la homeostasis tisular. La evasión de la apoptosis por diferentes mecanismos es uno de los aspectos moleculares más importantes en el desarrollo de cáncer. En este artículo se presenta una revisión exhaustiva de la evidencia del papel de la apoptosis vía Fas/FasL en el desarrollo de la carcinogénesis gástrica, inclusive desde etapas tempranas, como la aparición de lesiones preneoplásicas. Finalmente, se evidencia que el desarrollo de más estudios permitiría esclarecer mejor el papel de la vía Fas/FasL en la carcinogénesis gástrica, en sus diferentes estadios.

Búsqueda de selección en el polimorfismo 677C>T (c.665C>T) del gen de la metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) en una población Colombiana

Se realizó un estudio genético – poblacional en dos grupos etarios de población colombiana con la finalidad de evaluar las diferencias genéticas relacionadas con el polimorfismo MTHFR 677CT en busca de eventos genéticos que soporten la persistencia de este polimorfismo en la especie humana debido que este ha sido asociado con múltiples enfermedades. De esta manera se genotipificaron los individuos, se analizaron los genotipos, frecuencias alélicas y se realizaron diferentes pruebas genéticas-poblacionales. Contrario a lo observado en poblaciones Colombianas revisadas se identificó la ausencia del Equilibrio Hardy-Weinberg en el grupo de los niños y estructuras poblacionales entre los adultos lo que sugiere diferentes historias demográficas y culturales entre estos dos grupos poblacionales al tiempo, lo que soporta la hipótesis de un evento de selección sobre el polimorfismo en nuestra población. De igual manera nuestros datos fueron analizados junto con estudios previos a nivel nacional y mundial lo cual sustenta que el posible evento selectivo es debido a que el aporte de ácido fólico se ha incrementado durante las últimas dos décadas como consecuencia de las campañas de fortificación de las harinas y suplementación a las embarazadas con ácido fólico, por lo tanto aquí se propone un modelo de selección que se ajusta a los datos encontrados en este trabajo se establece una relación entre los patrones nutricionales de la especie humana a través de la historia que explica las diferencias en frecuencias de este polimorfismo a nivel espacial y temporal.  

Variación en la resistencia al flujo de los tubos endotraqueales pediátricos modificando su longitud

Introducción: Se conocen los beneficios del uso de los tubos endotraqueales con neumotaponador, aunque dicha práctica tiene un impacto sobre el trabajo respiratorio durante el acto anestésico sin embargo se propone estudiar las consecuencias físicas de la variación en la longitud de los tubos para compensar dicha perdida de flujo, con base en la ley de Hagen-Poiseuille. Metodología: Se realizó un estudio experimental in vitro, en el cual se realizaron mediciones repetidas de flujo, variando la longitud y diámetro de diferentes tubos endotraqueales pediátricos (desde calibre 3.5mm hasta 6.5mm), con longitudes de 20cm, 15 cm, 10 cm y manteniendo su longitud original. Se analizaron los datos con el fin de medir el impacto sobre el flujo. Resultados: A pesar que los resultados muestran diferencias estadísticamente significativas (p0,000), la variación en la longitud de los tubos endotraqueales pediátricos tiene mucho menor impacto sobre la variación en el flujo, que la modificación del diámetro. Discusión: Si bien la práctica de acortar la longitud de un tubo endotraqueal pediátrico puede ayudar a reducir el espacio muerto y la retención de CO2, el impacto que tiene sobre el flujo es poco. Cuando se trata de disminuir el trabajo respiratorio de un niño en ventilación espontánea durante el acto anestésico, se debe escoger de forma apropiada el calibre de tubo correspondiente para la edad.

Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

Implementação das medidas de autoproteção num edifício escolar da Ilha da Madeira

O presente artigo resume uma dissertação de Mestrado em Segurança e Higiene do Trabalho. Foi feito um estudo da implementação das Medidas de Autoproteção (MAP) contra incêndio, numa escola de ensino básico e secundário, cujo edifício é isolado, com três pisos e comporta 952 pessoas. Teve como objetivos contribuir para a melhoria dos resultados em situações de emergência, da cultura de segurança e da resiliência. A concretização deste estudo implicou reuniões com o Delegado de Segurança (DS) da instituição, visitas de reconhecimento às instalações, análise de documentação existente, elaboração de documentação auxiliar, programação de ações de sensibilização e de simulação, com envolvimento de meios. A metodologia baseou-se na observação participante, com recurso a gravações de vídeo das atividades desenvolvidas, para posterior análise. No fim do estudo, concluiu-se que os Agentes de Segurança (AS) não estariam, à partida, capacitados para desempenhar as respetivas funções nas MAP. Verificou-se, ainda assim, ser possível desenvolver-lhes algumas competências, mediante informação, formação e treino, que vieram iniciar os AS em matérias de combate ao incêndio, evacuação e primeiros socorros, bem como sensibilizar para as consequências a que se podem expor, para a necessidade de controlo emocional e comunicação eficaz, em situação de emergência. / This article summarizes a master course thesis in Health and Safety at Work. A study was made about the implementation of Measures of Fire Self-Protection (MAP) in a school of basic and secondary education, whose building is isolated, with three floors and accommodates 952 persons. The study aimed to improve results in emergency situations, safety culture and resilience. Such objectives required meetings with the School Safety Officer (DS), reconnaissance visits to facilities, analysis of existing documentation, preparation of auxiliary documentation and awareness-raising actions programming and simulation, as well as the allocation of their resources. The methodology was based on participant observation, with the use of video recordings of activities for later analysis. At the end of the study it was found that the Safety Agents (AS), at the beginning, would not be able to carry out their functions in the MAP. Still, it was found to be possible to develop in them some skills, through information, education and training, which initiated the agents in matters of fire fighting, evacuation and first aid, as well as raised their awareness of the consequences to which they may be exposed, to the need for emotional control and effective communication, in an emergency situation.

Elementos-Chave para a Gestão Eficaz da Emergência num Complexo Educativo

Planos de emergência bem sucedidos devem ser funcionais, realistas, amigos do utilizador e inteligíveis. Este estudo descritivo tem como objetivo analisar a implementação de Medidas de Autoproteção (que passou a ser obrigatória, em Portugal, desde 2009) durante um período de cinco anos, num grande complexo escolar ocupado por 500 funcionários e 3000 crianças/alunos. Este estabelecimento de ensino consiste em vários edifícios desde a creche ao ensino secundário e está classificado numa categoria de risco de incêndio muito elevada. Desde 2009 até 2012 foram realizadas sessões de formação destinadas aos alunos e funcionários, bem como ações de formação sobre combate a incêndios e evacuação para as equipas de segurança. Como os exercícios de evacuação são cruciais para testar o plano de emergência e familiarizar o pessoal com as tarefas, todos os anos são realizados Simulacros de Incêndio. A fim de avaliar a sua eficácia foram recolhidos dados através de observação não participante, fotos e vídeos. A gestão de emergência neste estabelecimento escolar evidenciou ir para além das exigências legais e, ao dar um bom exemplo, tanto na escola como na comunidade, contribuiu para aumentar a segurança dos alunos e das suas famílias. / Successful emergency plans must be functional, realistic, user-friendly and understandable. This descriptive study aims to analyse the implementation of Fire Self-Protection Measures (which became mandatory, in Portugal, since 2009) during a five-year period in a large school compound occupied by 500 employees and 3000 children/students. This educational facility consists of several buildings from nursery school to high school and it’s classified in a very high fire risk category. Since 2009 until 2012 we carried out training sessions for students and school staff, as well as training courses about fire fighting and evacuation, for safety teams. Because evacuation drills are crucial for testing the emergency plan and to familiarize personnel with tasks, each year we do properly conducted fire drills. In order to evaluate it’s effectiveness, we collected data through non-participant observation, photos and videos. The school emergency management has proven to go beyond the legal requirements and by setting a good example both in school and community, it enhances the safety of students and their families.

Why is Chitosan Mucoadhesive?

Chitosan is a biocompatible and biodegradable amino polysaccharide, which is soluble in aqueous solutions at pH < 6.5. It has been widely used for developing drug delivery systems because of its excellent mucoadhesive properties. Although many studies report on chitosan being mucoadhesive, the nature of interactions between chitosan and mucin remains poorly defined. Here, we have examined the role of primary amino groups and the role of electrostatic attraction, hydrogen bonding, and hydrophobic effects on aggregation of gastric mucin in the presence of chitosan. Reducing the number of amino groups through their half acetylation results in expansion of chitosan’s pH-solubility window up to pH 7.4 but also reduces its capacity to aggregate mucin. We demonstrated that electrostatic attraction forces between chitosan and gastric mucin can be suppressed in the presence of 0.2 mol/L sodium chloride; however, this does not prevent the aggregation of mucin particles in the presence of this biopolymer. The presence of 8 mol/L urea or 10% v/v ethanol in solutions also affects mucin aggregation in the presence of chitosan, demonstrating the role of hydrogen bonding and hydrophobic effects, respectively, in mucoadhesion.

Formulation of a live bacterial vaccine for stable room temperature storage results in loss of acid, bile and bile salt resistance

Live bacterial vaccines have great promise both as vaccines against enteric pathogens and as heterologous antigen vectors against diverse diseases. Ideally, room temperature stable dry formulations of live bacterial vaccines will allow oral vaccination without cold-chain storage or injections. Attenuated Salmonella can cross the intestinal wall and deliver replicating antigen plus innate immune activation signals directly to the intestinal immune tissues, however the ingested bacteria must survive firstly gastric acid and secondly the antimicrobial defences of the small intestine. We found that the way in which cells are grown prior to formulation markedly affects sensitivity to acid and bile. Using a previously published stable storage formulation that maintained over 10% viability after 56 days storage at room temperature, we found dried samples of an attenuated S. typhimurium vaccine lost acid and bile resistance compared to the same bacteria taken from fresh culture. The stable formulation utilised osmotic preconditioning in defined medium plus elevated salt concentration to induce intracellular trehalose accumulation before drying. Dried bacteria grown in rich media without osmotic preconditioning showed more resistance to bile, but less stability during storage, suggesting a trade-off between bile resistance and stability. Further optimization is needed to produce the ultimate room-temperature stable oral live bacterial vaccine formulation.

Physiological mechanisms mediating aspartame-induced satiety

Aspartame has been previously shown to increase satiety. This study aimed to investigate a possible role for the satiety hormones cholecystokinin (CCK) and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) in this effect. The effects of the constituents of aspartame, phenylalanine and aspartic acid, were also examined. Six subjects consumed an encapsulated preload consisting of either 400 mg aspartame, 176 mg aspartic acid + 224 mg phenylalanine, or 400 mg corn flour (control), with 1.5 g paracetamol dissolved in 450 ml water to measure gastric emptying. A 1983-kJ liquid meal was consumed 60 min later. Plasma CCK, GLP-1, glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), glucose, and insulin were measured over 0-120 min. Gastric emptying was measured from 0 to 60 min. Plasma GLP-1 concentrations decreased following the liquid meal (60-120 min) after both the aspartame and amino acids preloads (control, 2096.9 pmol/l min; aspartame, 536.6 pmol/l min; amino acids, 861.8 pmol/l min; incremental area under the curve [AUC] 60-120 min, P<.05). Desire to cat was reduced from 60 to 120 min following the amino acids preload (control, -337.1 mm min; aspartame, -505.4 mm min; amino acids, -1497.1 mm min; incremental AUC 60-120 min, P<.05). However, gastric emptying rates, plasma CCK, GIP, insulin, and glucose concentrations were unaffected. There was a correlation between the increase in plasma phenylalanine and decrease in desire to eat after the liquid meal following the constituent amino acids (r = -.9774, P=.004). In conclusion, it is unlikely that aspartame increases satiety via CCK- or GLP-1-mediated mechanisms, but small changes in circulating phenylalanine concentrations may influence appetite. (C) 2003 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

Casein and whey exert different effects on plasma amino acid profiles, gastrointestinal hormone secretion and appetite

Protein, generally agreed to be the most satiating macronutrient, may differ in its effects on appetite depending on the protein source and variation in digestion and absorption. We investigated the effects of two milk protein types, casein and whey, on food intake and subjective ratings of hunger and fullness, and on postprandial metabolite and gastrointestinal hormone responses. Two studies were undertaken. The first study showed that energy intake from a buffet meal ad libitum was significantly less 90 min after a 1700 kJ liquid preload containing 48 g whey, compared with an equivalent casein preload (P<0.05). In the second study, the same whey preload led to a 28 % increase in postprandial plasma amino acid concentrations over 3 h compared with casein (incremental area under the curve (iAUC), P<0.05). Plasma cholecystokinin (CCK) was increased by 60 % (iAUC, P<0.005), glucagon-like peptide (GLP)-1 by 65 % (iAUC, P<0.05) and glucose-dependent insulinotropic polypeptide by 36 % (iAUC, P<0.01) following the whey preload compared with the casein. Gastric emptying was influenced by protein type as evidenced by differing plasma paracetamol profiles with the two preloads. Greater subjective satiety followed the whey test meal (P<0.05). These results implicate post-absorptive increases in plasma amino acids together with both CCK and GLP-1 as potential mediators of the increased satiety response to whey and emphasise the importance of considering the impact of protein type on the appetite response to a mixed meal.

Dietary modulation of the human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics

Prebiotics are non-digestible (by the host) food ingredients that have a beneficial effect through their selective metabolism in the intestinal tract. Key to this is the specificity of microbial changes. The present paper reviews the concept in terms of three criteria: (a) resistance to gastric acidity, hydrolysis by mammalian enzymes and gastrointestinal absorption; (b) fermentation by intestinal microflora; (c) selective stimulation of the growth and/or activity of intestinal bacteria associated with health and wellbeing. The conclusion is that prebiotics that currently fulfil these three criteria are fructo-oligosaccharides, galacto-oligosaccharides and lactulose, although promise does exist with several other dietary carbohydrates. Given the range of food vehicles that may be fortified by prebiotics, their ability to confer positive microflora changes and the health aspects that may accrue, it is important that robust technologies to assay functionality are used. This would include a molecular-based approach to determine flora changes. The future use of prebiotics may allow species-level changes in the microbiota, an extrapolation into genera other than the bifidobacteria and lactobacilli, and allow preferential use in disease-prone areas of the body.

Distribution of [H-3]trans-resveratrol in rat tissues following oral administration

Resveratrol has been widely investigated for its potential health properties, although little is known about its metabolism in vivo. Here we investigated the distribution of metabolic products of [H-3]trans-resveratrol, following gastric administration. At 2 h, plasma concentrations reached 1 center dot 7 % of the administered dose, whilst liver and kidney concentrations achieved 1 center dot 0 and 0 center dot 6 %, respectively. Concentrations detected at 18 h were lower, being only 0 center dot 5 % in plasma and a total of 0 center dot 35 % in tissues. Furthermore, whilst kidney and liver concentrations fell to 10 and 25 %, respectively, of concentrations at 2 h, the brain retained 43 % of that measured at 2 h. Resveratrol-glucuronide was identified as the major metabolite, reaching 7 mu m in plasma at 2 h. However, at 18 h the main form identified in liver, heart, lung and brain was native resveratrol aglycone, indicating that it is the main form retained in the tissues. No phenolic degradation products were detected in urine or tissues, indicating that, unlike flavonoids, resveratrol does not appear to serve as a substrate for colonic microflora. The present study provides additional information about the nature of resveratrol metabolites and which forms might be responsible for its in vivo biological effects.

PASSCLAIM - gut health and immunity

Background The gut and immune system form a complex integrated structure that has evolved to provide effective digestion and defence against ingested toxins and pathogenic bacteria. However, great variation exists in what is considered normal healthy gut and immune function. Thus, whilst it is possible to measure many aspects of digestion and immunity, it is more difficult to interpret the benefits to individuals of variation within what is considered to be a normal range. Nevertheless, it is important to set standards for optimal function for use both by the consumer, industry and those concerned with the public health. The digestive tract is most frequently the object of functional and health claims and a large market already exists for gut-functional foods worldwide. Aim To define normal function of the gut and immune system and describe available methods of measuring it. Results We have defined normal bowel habit and transit time, identified their role as risk factors for disease and how they may be measured. Similarly, we have tried to define what is a healthy gut flora in terms of the dominant genera and their metabolism and listed the many, varied and novel methods for determining these parameters. It has proved less easy to provide boundaries for what constitutes optimal or improved gastric emptying, gut motility, nutrient and water absorption and the function of organs such as the liver, gallbladder and pancreas. The many tests of these functions are described. We have discussed gastrointestinal well being. Sensations arising from the gut can be both pleasant and unpleasant. However, the characteristics of well being are ill defined and merge imperceptibly from acceptable to unacceptable, a state that is subjective. Nevertheless, we feel this is an important area for future work and method development. The immune system is even more difficult to make quantitative judgements about. When it is defective, then clinical problems ensure, but this is an uncommon state. The innate and adaptive immune systems work synergistically together and comprise many cellular and humoral factors. The adaptive system is extremely sophisticated and between the two arms of immunity there is great redundancy, which provides robust defences. New aspects of immune function are discovered regularly. It is not clear whether immune function can be "improved". Measuring aspects of immune function is possible but there is no one test that will define either the status or functional capacity of the immune system. Human studies are often limited by the ability to sample only blood or secretions such as saliva but it should be remembered that only 2% of lymphocytes circulate at any given time, which limits interpretation of data. We recommend assessing the functional capacity of the immune system by: measuring specific cell functions ex vivo, measuring in vivo responses to challenge, e. g. change in antibody in blood or response to antigens, determining the incidence and severity of infection in target populations during naturally occurring episodes or in response to attenuated pathogens.

Rapid topographic change measured by high-resolution satellite radar at Soufriere Hills Volcano, Montserrat, 2008-2010

High-resolution satellite radar observations of erupting volcanoes can yield valuable information on rapidly changing deposits and geomorphology. Using the TerraSAR-X (TSX) radar with a spatial resolution of about 2 m and a repeat interval of 11-days, we show how a variety of techniques were used to record some of the eruptive history of the Soufriere Hills Volcano, Montserrat between July 2008 and February 2010. After a 15-month pause in lava dome growth, a vulcanian explosion occurred on 28 July 2008 whose vent was hidden by dense cloud. We were able to show the civil authorities using TSX change difference images that this explosion had not disrupted the dome sufficient to warrant continued evacuation. Change difference images also proved to be valuable in mapping new pyroclastic flow deposits: the valley-occupying block-and-ash component tending to increase backscatter and the marginal surge deposits reducing it, with the pattern reversing after the event. By comparing east- and west-looking images acquired 12 hours apart, the deposition of some individual pyroclastic flows can be inferred from change differences. Some of the narrow upper sections of valleys draining the volcano received many tens of metres of rockfall and pyroclastic flow deposits over periods of a few weeks. By measuring the changing shadows cast by these valleys in TSX images the changing depth of infill by deposits could be estimated. In addition to using the amplitude data from the radar images we also used their phase information within the InSAR technique to calculate the topography during a period of no surface activity. This enabled areas of transient topography, crucial for directing future flows, to be captured.