Quantitative analysis of crystal/grain sizes and their distributions in 2D and 3D

We review methods to estimate the average crystal (grain) size and the crystal (grain) size distribution in solid rocks. Average grain sizes often provide the base for stress estimates or rheological calculations requiring the quantification of grain sizes in a rock's microstructure. The primary data for grain size data are either 1D (i.e. line intercept methods), 2D (area analysis) or 3D (e.g., computed tomography, serial sectioning). These data have been used for different data treatments over the years, whereas several studies assume a certain probability function (e.g., logarithm, square root) to calculate statistical parameters as the mean, median, mode or the skewness of a crystal size distribution. The finally calculated average grain sizes have to be compatible between the different grain size estimation approaches in order to be properly applied, for example, in paleo-piezometers or grain size sensitive flow laws. Such compatibility is tested for different data treatments using one- and two-dimensional measurements. We propose an empirical conversion matrix for different datasets. These conversion factors provide the option to make different datasets compatible with each other, although the primary calculations were obtained in different ways. In order to present an average grain size, we propose to use the area-weighted and volume-weighted mean in the case of unimodal grain size distributions, respectively, for 2D and 3D measurements. The shape of the crystal size distribution is important for studies of nucleation and growth of minerals. The shape of the crystal size distribution of garnet populations is compared between different 2D and 3D measurements, which are serial sectioning and computed tomography. The comparison of different direct measured 3D data; stereological data and direct presented 20 data show the problems of the quality of the smallest grain sizes and the overestimation of small grain sizes in stereological tools, depending on the type of CSD. (C) 2011 Published by Elsevier Ltd.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

Energy investment in gynes of the Argentine ant Iridomyrmex humilis (Mayr) in relation to the mode of colony founding in ants (Hymenoptera, Formicidae)

The increase in weight, fat and energy content of queens was studied in Iridomyrmex humilis (Mayr) in relation to the mode of colony founding in ants. The increase in energy content of gynes during the time between emergence and mating reaches only 80% in this species in which queens found colonies with the help of workers (dependent mode), whereas it can reach 470% in species in which queens found colonies without the help of workers (independent mode). These results are discussed with regard to the investment in energy required by each mode of colony founding.

Les influències dels factors socials en l'ús de serveis formals

Objectiu: Aquest estudi pretén aportar coneixement sobre el model d’atenció que reben les persones de més de 79 anys dependents del municipi de Vic. Analitzar en quina mesura es fa ús dels serveis formals i quines variables influeixen en la utilització d’aquest. Mètode: Estudi retrospectiu, descriptiu i transversal. De metodologia quantitativa. La població d’estudi són aquelles persones de 80 i més anys de Vic que van sol·licitar la valoració de dependència entre els anys 2007-2010, amb un grau II o III de dependència reconegut i un Pla Individual d’Atenció validat i concedit per la Generalitat de Catalunya (n=453). Les dades provenen de registres de la Generalitat de Catalunya i de l’Àrea d’Afers Socials i Ciutadania de l’Ajuntament de Vic. Les variables dependents són la utilització de recursos formals (teleassitència, servei d’atenció domiciliària –públic i privat- , centre de dia, residència i prestacions econòmiques derivades de la llei de la dependència). El grau de dependència, el gènere, l’edat, l’estat civil, la convivència, el cuidador principal i el nivell de renda es van considerar variables independents. Resultats: El model d’atenció majoritari és el que complementa el suport informal amb el formal (62.3%). L’ús de recursos formals té un paper subsidiari (37.7%). La variable convivència influeix de forma significativa amb l’ús de serveis formals (p&0.001 en l’ús de TAS, el SAD públic i el SAD privat) . Conclusió: Els disseny de programes i criteris de provisió de serveis haurien de contemplar no només el grau de dependència sinó també variables més d’entorn com la convivència. No obstant, existeix encara poca evidència científica en aquesta línia, per això s’hauria de potenciar l’ investigació que permetés analitzar les variables de la funció social de forma més acurada. Paraules clau: Dependència, suport formal, suport informal.

Estratègies de cura i presa de decisions en persones grans amb dependència ingressades en una unitat geriàtrica d'atenció intermèdia : estudi descriptiu

Aquest estudi té com objectiu observar les relacions entre les estratègies de cura (formal, informal, mixta) que fan servir els cuidadors de persones grans dependents, la seva situació social i les seves motivacions per la decisió respecte a com fan la cura. L’estat del tema destaca el predomini de les cures informals sobre les formals en els models de benestar mediterranis i la rellevància de la interacció entre factors personals socioculturals i les polítiques socials en la presa de decisions individuals sobre la cura de la dependència. La llei de la dependència, de recent implementació a l’Estat espanyol, ha universalitzat l’accés als recursos formals, creant un nou paradigma d’interacció cuidadors-recursos. Es tracta d’un estudi observacional, transversal, descriptiu de tipus mixt quantitatiu/qualitatiu realitzat a partir d’entrevistes individuals als cuidadors de dependents ingressats en una unitat geriàtrica d’atenció intermèdia. Es recullen dades sobre el context sociofamiliar, l’estratègia de cura, l’autopercepció i les motivacions. Els resultats mostren que els cuidadors combinen prestacions econòmiques i serveis (públics i privats) per adaptar al màxim l’estratègia a les condicions del dependent i a les seves pròpies. Tenen la convicció generalitzada que l’atenció cal fer-la al domicili per motius de reciprocitat i respecte a la persona cuidada. El pas a l’atenció residencial és una decisió molt difícil pels cuidadors. La implantació de la llei de la dependència ha normalitzat la relació entre cuidadors i recursos formals, però la burocratització i la insuficiència de l’oferta de serveis no afavoreixen canvis substancials en la provisió de l’ajut, que continua essent majoritàriament informal. La millora en la percepció de continuïtat d’atenció entre el domicili i la residència, i també en la gestió i l’oferta de serveis formals públics es presenten com a reptes de treball importants al nostre país.

State-space approach to evaluate the relation between soil physical and chemical properties

The state-space approach is used to evaluate the relation between soil physical and chemical properties in an area cultivated with sugarcane. The experiment was carried out on a Rhodic Kandiudalf in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil. Sugarcane was planted on an area of 0.21 ha i.e., in 15 rows 100 m long, spaced 1.4 m. Soil water content, soil organic matter, clay content and aggregate stability were sampled along a transect of 84 points, meter by meter. The state-space approach is used to evaluate how the soil water content is affected by itself and by soil organic matter, clay content, and aggregate stability of neighboring locations, in different combinations, aiming to contribute to a better understanding of the relation among these variables in the soil. Results show that soil water contents were successfully estimated by this approach. Best performances were found when the estimate of soil water content at locations i was related to soil water content, clay content and aggregate stability at locations i-1. Results also indicate that this state-space model using all series describes the soil water content better than any equivalent multiple regression equation.

Composition and cross-sectional area of muscle fibre types in relation to daily gain and lean and fat content of carcass in Landrace and Yorkshire pigs

Selostus: Lihassolutyypin ja lihassolun poikkipinta-alan yhteys sian kasvuun ja ruhon koostumukseen maatiaisessa ja yorkshiressa

Predictive ability of severe rainfall events over Catalonia for the year 2008

This paper analyses the predictive ability of quantitative precipitation forecasts (QPF) and the so-called "poor-man" rainfall probabilistic forecasts (RPF). With this aim, the full set of warnings issued by the Meteorological Service of Catalonia (SMC) for potentially-dangerous events due to severe precipitation has been analysed for the year 2008. For each of the 37 warnings, the QPFs obtained from the limited-area model MM5 have been verified against hourly precipitation data provided by the rain gauge network covering Catalonia (NE of Spain), managed by SMC. For a group of five selected case studies, a QPF comparison has been undertaken between the MM5 and COSMO-I7 limited-area models. Although MM5's predictive ability has been examined for these five cases by making use of satellite data, this paper only shows in detail the heavy precipitation event on the 9¿10 May 2008. Finally, the "poor-man" rainfall probabilistic forecasts (RPF) issued by SMC at regional scale have also been tested against hourly precipitation observations. Verification results show that for long events (>24 h) MM5 tends to overestimate total precipitation, whereas for short events (¿24 h) the model tends instead to underestimate precipitation. The analysis of the five case studies concludes that most of MM5's QPF errors are mainly triggered by very poor representation of some of its cloud microphysical species, particularly the cloud liquid water and, to a lesser degree, the water vapor. The models' performance comparison demonstrates that MM5 and COSMO-I7 are on the same level of QPF skill, at least for the intense-rainfall events dealt with in the five case studies, whilst the warnings based on RPF issued by SMC have proven fairly correct when tested against hourly observed precipitation for 6-h intervals and at a small region scale. Throughout this study, we have only dealt with (SMC-issued) warning episodes in order to analyse deterministic (MM5 and COSMO-I7) and probabilistic (SMC) rainfall forecasts; therefore we have not taken into account those episodes that might (or might not) have been missed by the official SMC warnings. Therefore, whenever we talk about "misses", it is always in relation to the deterministic LAMs' QPFs.

Three-dimensional ordered-subset expectation maximization iterative protocol for evaluation of left ventricular volumes and function by quantitative gated SPECT: a dynamic phantom study.

The purposes of this study were to characterize the performance of a 3-dimensional (3D) ordered-subset expectation maximization (OSEM) algorithm in the quantification of left ventricular (LV) function with (99m)Tc-labeled agent gated SPECT (G-SPECT), the QGS program, and a beating-heart phantom and to optimize the reconstruction parameters for clinical applications. METHODS: A G-SPECT image of a dynamic heart phantom simulating the beating left ventricle was acquired. The exact volumes of the phantom were known and were as follows: end-diastolic volume (EDV) of 112 mL, end-systolic volume (ESV) of 37 mL, and stroke volume (SV) of 75 mL; these volumes produced an LV ejection fraction (LVEF) of 67%. Tomographic reconstructions were obtained after 10-20 iterations (I) with 4, 8, and 16 subsets (S) at full width at half maximum (FWHM) gaussian postprocessing filter cutoff values of 8-15 mm. The QGS program was used for quantitative measurements. RESULTS: Measured values ranged from 72 to 92 mL for EDV, from 18 to 32 mL for ESV, and from 54 to 63 mL for SV, and the calculated LVEF ranged from 65% to 76%. Overall, the combination of 10 I, 8 S, and a cutoff filter value of 10 mm produced the most accurate results. The plot of the measures with respect to the expectation maximization-equivalent iterations (I x S product) revealed a bell-shaped curve for the LV volumes and a reverse distribution for the LVEF, with the best results in the intermediate range. In particular, FWHM cutoff values exceeding 10 mm affected the estimation of the LV volumes. CONCLUSION: The QGS program is able to correctly calculate the LVEF when used in association with an optimized 3D OSEM algorithm (8 S, 10 I, and FWHM of 10 mm) but underestimates the LV volumes. However, various combinations of technical parameters, including a limited range of I and S (80-160 expectation maximization-equivalent iterations) and low cutoff values (< or =10 mm) for the gaussian postprocessing filter, produced results with similar accuracies and without clinically relevant differences in the LV volumes and the estimated LVEF.

Construction and Quantitative Evaluation of a Dual Specific Promoter System for Monitoring the Expression Status of Stra8 and c-kit Genes.

Applications of genetic constructs with multiple promoters, which are fused with reporter genes and simultaneous monitoring of various events in cells, have gained special attention in recent years. Lentiviral vectors, with their distinctive characteristics, have been considered to monitor the developmental changes of cells in vitro. In this study, we constructed a novel lentiviral vector (FUM-M), containing two germ cell-specific promoters (Stra8 and c-kit), fused with ZsGreen and DsRed2 reporter genes, and evaluated its efficiency in different cells following treatments with retinoic acid and DMSO. Several cell lines (P19, GC-1 spg and HEK293T) were transduced with this vector, and functional capabilities of the promoters were verified by flow cytometry and quantitative RT-PCR. Our results indicate that FUM-M shows dynamic behavior in the presence and absence of extrinsic factors. A correlation was also observed between the function of promoters, present in the lentiviral construct and the endogenous level of the Stra8 and c-kit mRNAs in the cells. In conclusion, we recommend this strategy, which needs further optimization of the constructs, as a beneficial and practical way to screen chemical inducers involved in cellular differentiation toward germ-like cells.

Estudio de la accesibilidad de los documentos cientificos en soporte digital

Resumen: El artículo analiza los problemas de accesibilidad que actualmente presentan los artículos científicos en soporte digital. El estudio se centra en los aspectos de facilidad de uso del contenido de los documentos digitales según la forma en que se publiquen, sin entrar en el estudio de los distintos sistemas de recuperación. Se analizan los dos formatos más utilizados para la publicación de artículos científicos en soporte digital: HTML y PDF, estudiando el desempeño lector en relación a la presencia de sumarios o de tablas internas o vinculadas. El estudio se ha realizado con dos colectivos: 30 sujetos ciegos, usuarios de Jaws, contactados gracias a la mediación de la Fundación ONCE, y 30 sujetos no ciegos, profesores del Departamento de Biblioteconomía y Documentación de la Universidad de Barcelona. El estudio muestra que la localización de los datos contenidos en tablas se ve facilitada en documentos HTML por la inclusión de un sumario que vincule con la tabla, así como la inclusión de tablas completas en el cuerpo del documento HTML facilita la actividad lectora por parte de los usuarios ciegos. A nivel metodológico la presente investigación aporta dos novedades relevantes respecto a la literatura existente en los estudios de usabilidad con ciegos: estudia la usabilidad del formato PDF y es un test de usabilidad cuantitativo; este último hecho dificulta su comparación con la mayoría de artículos publicados. Abstract: This paper analyses the problems of accessibility posed by scientific articles published in digital format, focusing on the ease of use of their content with respect to the form in which they are published (irrespective of the recovery system). The two most widely used formats for the publication of scientific articles in digital format, HTML and PDF, are analysed, examining reader performance in relation to the presence of contents lists or internal or linked tables. The study involved two groups: 30 blind subjects, all JAWS users, contacted through the ONCE Foundation, and 30 sighted subjects, lecturers in the Department of Librarianship and Documentation of the University of Barcelona. The results shows the location of data in tables is easier in HTML documents through the inclusion of a contents list linked to these tables. Further, the inclusion of complete tables in the body of HTML document facilitates the reading activity of blind users. At the methodological level, this work reports two novelties with respect to the existing literature on usability by blind people: it examines the usability of the PDF format, and discusses a quantitative usability test. The latter hinders comparison with the majority of published articles.