Frequency-dependent attenuation as a potential indicator of oil saturation

At seismic frequencies, wave-induced fluid flow is a major cause of P-wave attenuation in partially saturated porous rocks. Attenuation is of great importance for the oil industry in the interpretation of seismic field data. Here, the effects on P-wave attenuation resulting from changes in oil saturation are studied for media with coexisting water, oil, and gas. For that, creep experiments are numerically simulated by solving Biot's equations for consolidation of poroelastic media with the finite-element method. The experiments yield time-dependent stress?strain relations that are used to calculate the complex P-wave modulus from which frequency-dependent P-wave attenuation is determined. The models are layered media with periodically alternating triplets of layers. Models consisting of triplets of layers having randomly varying layer thicknesses are also considered. The layers in each triplet are fully saturated with water, oil, and gas. The layer saturated with water has lower porosity and permeability than the layers saturated with oil and gas. These models represent hydrocarbon reservoirs in which water is the wetting fluid preferentially saturating regions of lower porosity. The results from the numerical experiments showed that increasing oil saturation, connected to a decrease in gas saturation, resulted in a significant increase of attenuation at low frequencies (lower than 2 Hz). Furthermore, replacing the oil with water resulted in a distinguishable behavior of the frequency-dependent attenuation. These results imply that, according to the physical mechanism of wave-induced fluid flow, frequency-dependent attenuation in media saturated with water, oil, and gas is a potential indicator of oil saturation.

Thrombolyse intracoronarienne comme traitement de l'infarctus en constitution [Intracoronary thrombolysis as a treatment for evolving myocardial infarction].

Myocardial infarction is almost always the consequence of a thrombotic obstruction of one or more coronary arteries. We report our experience with the first 24 cases of intracoronary thrombolysis for recanalization of obstructed coronary arteries. 19 cases were successful, 1 case was partially successful and in 4 instances no reopening was observed. The amount of streptokinase used was 206 000 +/- 107 000 units, and reperfusion was achieved after 37 +/- 27.5 minutes. Recanalization of the vessel was accompanied by cessation of precordial pain and partial or complete normalization of the electrocardiogram. In one case bypass surgery was necessary because of reocclusion. Left ventricular function improvement after thrombolysis was dependent on the time-lag between occlusion and recanalization. These observations confirm others' experience that intracoronary thrombolysis appears to have favorable effects in patients with evolving myocardial infarction.

La fibrose rétropéritonéale, une maladie inflammatoire méconnue. Observations cliniques et revue de la littérature [Retroperitoneal fibrosis, an unrecognized inflammatory disease. Clinical observations and review of the literature]

Retroperitoneal fibrosis (RF) is a rare disease, typically with an insidious clinical course. The peak incidence is seen in patients 40 to 60 years of age and mostly in man. The characteristic finding in this disease is a periaortic fibrous mass that often surrounds the ureters. Although usually regarded as an obstructive uropathy, there has been growing recognition of the condition as a generalized disease. It may have a wide variety of manifestations including mediastinitis, thyroiditis and sclerosing cholangitis. The most common mode of presentation remains abdominal or flank pain with uremia, anemia and a high sedimentation rate. Although ultrasound and renal scintigraphy may contribute to the general evaluation of patients with RF, CT-scanner is the preferred imaging method. The multiplanar imaging capability of magnetic resonance may facilitate assessment of disease extent. The pathogenesis of the disease remains unknown. Steroids and, more recently tamoxifen, appear to be effective in the treatment of the RF. In most instances, RF does not lead to long-term morbidity or affect survival. The three cases of RF reported herein illustrate the varied mode of presentation and the response to the treatment.

Intestinal antiinflammatory effect of 5-aminosalicylic acid is dependent on peroxisome proliferator-activated receptor-gamma.

5-aminosalicylic acid (5-ASA) is an antiinflammatory drug widely used in the treatment of inflammatory bowel diseases. It is known to inhibit the production of cytokines and inflammatory mediators, but the mechanism underlying the intestinal effects of 5-ASA remains unknown. Based on the common activities of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma (PPAR-gamma) ligands and 5-ASA, we hypothesized that this nuclear receptor mediates 5-ASA therapeutic action. To test this possibility, colitis was induced in heterozygous PPAR-gamma(+/-) mice and their wild-type littermates, which were then treated with 5-ASA. 5-ASA treatment had a beneficial effect on colitis only in wild-type and not in heterozygous mice. In epithelial cells, 5-ASA increased PPAR-gamma expression, promoted its translocation from the cytoplasm to the nucleus, and induced a modification of its conformation permitting the recruitment of coactivators and the activation of a peroxisome-proliferator response element-driven gene. Validation of these results was obtained with organ cultures of human colonic biopsies. These data identify PPAR-gamma as a target of 5-ASA underlying antiinflammatory effects in the colon.

Hamiltonian formalism for path-dependent Lagrangians

A presymplectic structure for path-dependent Lagrangian systems is set up such that, when applied to ordinary Lagrangians, it yields the familiar Legendre transformation. It is then applied to derive a Hamiltonian formalism and the conserved quantities for those predictive invariant systems whose solutions also satisfy a Fokker-type action principle.

Bystander-Activated Memory CD8 T Cells Control Early Pathogen Load in an Innate-like, NKG2D-Dependent Manner.

During an infection the antigen-nonspecific memory CD8 T cell compartment is not simply an inert pool of cells, but becomes activated and cytotoxic. It is unknown how these cells contribute to the clearance of an infection. We measured the strength of T cell receptor (TCR) signals that bystander-activated, cytotoxic CD8 T cells (BA-CTLs) receive in vivo and found evidence of limited TCR signaling. Given this marginal contribution of the TCR, we asked how BA-CTLs identify infected target cells. We show that target cells express NKG2D ligands following bacterial infection and demonstrate that BA-CTLs directly eliminate these target cells in an innate-like, NKG2D-dependent manner. Selective inhibition of BA-CTL-mediated killing led to a significant defect in pathogen clearance. Together, these data suggest an innate role for memory CD8 T cells in the early immune response before the onset of a de novo generated, antigen-specific CD8 T cell response.

In vivo activation of PPAR target genes by RXR homodimers.

The ability of a retinoid X receptor (RXR) to heterodimerize with many nuclear receptors, including LXR, PPAR, NGF1B and RAR, underscores its pivotal role within the nuclear receptor superfamily. Among these heterodimers, PPAR:RXR is considered an important signalling mediator of both PPAR ligands, such as fatty acids, and 9-cis retinoic acid (9-cis RA), an RXR ligand. In contrast, the existence of an RXR/9-cis RA signalling pathway independent of PPAR or any other dimerization partner remains disputed. Using in vivo chromatin immunoprecipitation, we now show that RXR homodimers can selectively bind to functional PPREs and induce transactivation. At the molecular level, this pathway requires stabilization of the homodimer-DNA complexes through ligand-dependent interaction with the coactivator SRC1 or TIF2. This pathway operates both in the absence and in the presence of PPAR, as assessed in cells carrying inactivating mutations in PPAR genes and in wild-type cells. In addition, this signalling pathway via PPREs is fully functional and can rescue the severe hypothermia phenotype observed in fasted PPARalpha-/- mice. These observations have important pharmacological implications for the development of new rexinoid-based treatments.

Brownian motion of multidimensional systems in nonpotential velocity-dependent fields of force

We study the Brownian motion in velocity-dependent fields of force. Our main result is a Smoluchowski equation valid for moderate to high damping constants. We derive that equation by perturbative solution of the Langevin equation and using functional derivative techniques.

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management

Mutations causing Liddle syndrome reduce sodium-dependent downregulation of the epithelial sodium channel in the Xenopus oocyte expression system.

Liddle syndrome is an autosomal dominant form of hypertension resulting from deletion or missense mutations of a PPPxY motif in the cytoplasmic COOH terminus of either the beta or gamma subunit of the epithelial Na channel (ENaC). These mutations lead to increased channel activity. In this study we show that wild-type ENaC is downregulated by intracellular Na+, and that Liddle mutants decrease the channel sensitivity to inhibition by intracellular Na+. This event results at high intracellular Na+ activity in 1.2-2.4-fold higher cell surface expression, and 2.8-3.5-fold higher average current per channel in Liddle mutants compared with the wild type. In addition, we show that a rapid increase in the intracellular Na+ activity induced downregulation of the activity of wild-type ENaC, but not Liddle mutants, on a time scale of minutes, which was directly correlated to the magnitude of the Na+ influx into the oocytes. Feedback inhibition of ENaC by intracellular Na+ likely represents an important cellular mechanism for controlling Na+ reabsorption in the distal nephron that has important implications for the pathogenesis of hypertension.

Canonical formalism for path dependent Lagrangians. Coupling constant expansions

A canonical formalism obtained for path-dependent Lagrangians is applied to Fokker-type Lagrangians. The results are specialized for coupling constant expansions and later on are applied to relativistic systems of particles interacting through symmetric scalar and vector mesodynamics and electrodynamics.