Bone health and vitamin D status in children with motor disability and adults with intellectual disability

Osteoporosis is not only a disease of the elderly, but is increasingly diagnosed in chronically ill children. Children with severe motor disabilities, such as cerebral palsy (CP), have many risk factors for osteoporosis. Adults with intellectual disability (ID) are also prone to low bone mineral density (BMD) and increased fractures. This study was carried out to identify risk factors for low BMD and osteoporosis in children with severe motor disability and in adults with ID. In this study 59 children with severe motor disability, ranging in age from 5 to 16 years were evaluated. Lumbar spine BMD was measured with dual-energy x-ray absorptiometry. BMD values were corrected for bone size by calculating bone mineral apparent density (BMAD), and for bone age. The values were transformed into Z-scores by comparison with normative data. Spinal radiographs were assessed for vertebral morphology. Blood samples were obtained for biochemical parameters. Parents were requested to keep a food diary for three days. The median daily energy and nutrient intakes were calculated. Fractures were common; 17% of the children had sustained peripheral fractures and 25% had compression fractures. BMD was low in children; the median spinal BMAD Z-score was -1.0 (range -5.0 – +2.0) and the BMAD Z-score <-2.0 in 20% of the children. Low BMAD Z-score and hypercalciuria were significant risk factors for fractures. In children with motor disability, calcium intakes were sufficient, while total energy and vitamin D intakes were not. In the vitamin D intervention studies, 44 children and adolescents with severe motor disability and 138 adults with ID were studied. After baseline blood samples, the children were divided into two groups; those in the treatment group received 1000 IU peroral vitamin D3 five days a week for 10 weeks, and subjects in the control group continued with their normal diet. Adults with ID were allocated to receive either 800 IU peroral vitamin D3 daily for six months or a single intramuscular injection of 150 000 IU D3. Blood samples were obtained at baseline and after treatment. Serum concentrations of 25-OH-vitamin D (S-25-OHD) were low in all subgroups before vitamin D intervention: in almost 60% of children and in 77% of adults the S-25-OHD concentration was below 50 nmol/L, indicating vitamin D insufficiency. After vitamin D intervention, 19% of children and 42% adults who received vitamin D perorally and 12% of adults who received vitamin D intramuscularly had optimal S-25-OHD (>80 nmol/L). This study demonstrated that low BMD and peripheral and spinal fractures are common in children with severe motor disabilities. Vitamin D status was suboptimal in the majority of children with motor disability and adults with ID. Vitamin D insufficiency can be corrected with vitamin D supplements; the peroral dose should be at least 800 IU per day.

Development of a new flexor tendon repair technique performed with bioabsorbable poly-L/D-lactide (PLDLA) suture

Sormen koukistajajännevamman korjauksen jälkeisen aktiivisen mobilisaation on todettu johtavan parempaan toiminnalliseen lopputulokseen kuin nykyisin yleisesti käytetyn dynaamisen mobilisaation. Aktiivisen mobilisaation ongelma on jännekorjauksen pettämisriskin lisääntyminen nykyisten ommeltekniikoiden riittämättömän vahvuuden vuoksi. Jännekorjauksen lujuutta on parannettu kehittämällä monisäieommeltekniikoita, joissa jänteeseen tehdään useita rinnakkaisia ydinompeleita. Niiden kliinistä käyttöä rajoittaa kuitenkin monimutkainen ja aikaa vievä tekninen suoritus. Käden koukistajajännekorjauksessa käytetään yleisesti sulamattomia ommelmateriaaleja. Nykyiset käytössä olevat biohajoavat langat heikkenevät liian nopeasti jänteen paranemiseen nähden. Biohajoavan laktidistereokopolymeeri (PLDLA) 96/4 – langan vetolujuuden puoliintumisajan sekä kudosominaisuuksien on aiemmin todettu soveltuvan koukistajajännekorjaukseen. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää välittömän aktiivisen mobilisaation kestävä ja toteutukseltaan yksinkertainen käden koukistajajännekorjausmenetelmä biohajoavaa PLDLA 96/4 –materiaalia käyttäen. Tutkimuksessa analysoitiin viiden eri yleisesti käytetyn koukistajajänneompeleen biomekaanisia ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa ydinompeleen rakenteellisten ominaisuuksien – 1) säikeiden (lankojen) lukumäärän, 2) langan paksuuden ja 3) ompeleen konfiguraation – vaikutuksen selvittämiseksi jännekorjauksen pettämiseen ja vahvuuteen. Jännekorjausten näkyvän avautumisen todettiin alkavan perifeerisen ompeleen pettäessä voima-venymäkäyrän myötöpisteessä. Ydinompeleen lankojen lukumäärän lisääminen paransi ompeleen pitokykyä jänteessä ja suurensi korjauksen myötövoimaa. Sen sijaan paksumman (vahvemman) langan käyttäminen tai ompeleen konfiguraatio eivät vaikuttaneet myötövoimaan. Tulosten perusteella tutkittiin mahdollisuuksia lisätä ompeleen pitokykyä jänteestä yksinkertaisella monisäieompeleella, jossa ydinommel tehtiin kolmen säikeen polyesterilangalla tai nauhamaisen rakenteen omaavalla kolmen säikeen polyesterilangalla. Nauhamainen rakenne lisäsi merkitsevästi ompeleen pitokykyä jänteessä parantaen myötövoimaa sekä maksimivoimaa. Korjauksen vahvuus ylitti aktiivisen mobilisaation jännekorjaukseen kohdistaman kuormitustason. PLDLA 96/4 –langan soveltuvuutta koukistajajännekorjaukseen selvitettiin tutkimalla langan biomekaanisia ominaisuuksia ja solmujen pito-ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa verrattuna yleisimmin jännekorjauksessa käytettävään punottuun polyesterilankaan (Ticron®). PLDLA –langan todettiin soveltuvan hyvin koukistajajännekorjaukseen, sillä se on polyesterilankaa venymättömämpi ja solmujen pitävyys on parempi. Viimeisessä vaiheessa tutkittiin PLDLA 96/4 –langasta valmistetulla kolmisäikeisellä, nauhamaisella jännekorjausvälineellä tehdyn jännekorjauksen kestävyyttä staattisessa vetolujuustestauksessa sekä syklisessä kuormituksessa, joka simuloi staattista testausta paremmin mobilisaation toistuvaa kuormitusta. PLDLA-korjauksen vahvuus ylitti sekä staattisessa että syklisessä kuormituksessa aktiivisen mobilisaation edellyttämän vahvuuden. Nauhamaista litteää ommelmateriaalia ei aiemmin ole tutkittu tai käytetty käden koukistajajännekorjauksessa. Tässä tutkimuksessa ommelmateriaalin nauhamainen rakenne paransi merkitsevästi jännekorjauksen vahvuutta, minkä arvioidaan johtuvan lisääntyneestä kontaktipinnasta jänteen ja ommelmateriaalin välillä estäen ompeleen läpileikkautumista jänteessä. Tutkimuksessa biohajoavasta PLDLA –materiaalista valmistetulla rakenteeltaan nauhamaisella kolmisäikeisellä langalla tehdyn jännekorjauksen vahvuus saavutti aktiivisen mobilisaation edellyttämän tason. Lisäksi uusi menetelmä on helppokäyttöinen ja sillä vältetään perinteisten monisäieompeleiden tekniseen suoritukseen liittyvät ongelmat.

Thymidine phosphorylase in cancer; Enemy or friend?

Thymidine phosphorylase (TP) is a nucleoside metabolism enzyme that plays an important role in the pyrimidine pathway.TP catalyzes the conversion of thymidine to thymine and 2-deoxy-α-D-ribose-1-phosphate (dRib-1-P). Although this reaction is reversible, the main metabolic function of TP is catabolic. TP is identical to the angiogenic factor platelet-derived endothelial-cell growth factor (PD-ECGF). TP is overexpressed in several human cancers in response to cellular stressful conditions like hypoxia, acidosis, chemotherapy and radiotherapy. TP has been shown to promote tumor angiogenesis, invasion, metastasis, evasion of the immune-response and resistance to apoptosis. Some of the biological effects of TP are dependent on its enzymatic activity, while others are mediated through cytokines like interleukin 10 (IL-10), basic fibroblast growth factor (bFGF) and tumour necrosis factor α (TNFα). Interestingly, TP also plays a role in cancer treatment through its role in the conversion of the oral fluoropyrimidine capecitabine into its active form 5-FU. TP is a predictive marker for fluoropyrimidine response. Given its various biological functions in cancer progression, TP is a promising target in cancer treatment. Further translational research is required in this area.

Growing Up Vietnamese in Finland - Looking Back 12 Years Later : The Well-Being and Sociocultural Adaptation of Vietnamese as Children or Adolescents and as Young Adults

Varttuminen vietnamilaisena Suomessa: 12 vuoden seurantajakso – Vietnamilaisten hyvinvointi ja sosiokulttuurinen sopeutuminen lapsena/nuorena sekä nuorena aikuisena Tämä tutkimus oli määrällinen pitkittäistutkimus lapsena tai nuorena vuosina 1979-1991 Suomeen saapuneiden vietnamilaisten akkulturaatiosta (kulttuurin muutoksista), psyykkisestä hyvinvoinnista ja sosiokulttuurisesta sopeutumisesta. Tutkimukseen osallistui ensimmäisessä vaiheessa (vuonna 1992) 97 satunnaisesti valittua vietnamilaista peruskoululaista ympäri maata, joita verrattin suomalaisiin luokkatovereihin. Seurantavaiheeseen (vuonna 2004) osallistui 59 ensimmäisessä vaiheessa mukana ollutta vietnamilaista, nyt iältään 20 – 31 -vuotiaita. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää mitkä tekijät ennustivat akkulturaation lopputuloksia, samalla huomioiden iän ja ympäristön (kontekstin) vaikutukset psyykkiseen hyvinvointiin ja sosiokulttuuriseen sopeutumiseen. Yksittäiset akkulturaatiodimensiot (kieli, arvot ja identiteetti) osoittautuivat tärkeämmiksi psyykkiselle hyvinvoinnille ja sosiokulttuuriselle sopeutumiselle kuin etniset, kansalliset tai kaksikulttuuriset profiilit, joissa yhdistyivät ao. kieli, arvot ja identiteetti. Identiteettimuutosta tapahtui (etniseen) vietnamilaiseen suuntaan ajan kuluessa, kun taas arvomuutosta tapahtui (kansalliseen) suomalaiseen suuntaan. Sekä suomen että vietnamin kielen taito lisääntyivät ajan myötä, millä oli myönteisiä vaikutuksia sekä psyykkiseen hyvinvointiin että sosiokulttuuriseen sopeutumiseen. Lähtötilanteen psyykkinen hyvinvointi ennusti hyvinvointia (masennuksen puutetta ja itsetuntoa) aikuisena, mutta sosiokulttuurinen sopeutuminen (koulumenestys) lapsena tai nuorena ei ennustanut kouluttautumista aikuisena. Parempi suomen kielen taito ja vähemmän identifioitumista suomalaiseksi aikuisena sekä masentuneisuuden puute ja vähemmän koettua syrjintää lapsena tai nuorena erottelivat psyykkisesti paremmin voivat aikuiset (ei-masentuneet) heistä, jotka olivat masentuneita. Parempaa kouluttautumista aikuisena ennustivat toisaalta vähemmän koettua syrjintää lapsena tai nuorena ja toisaalta aikuisena parempi suomen kielen taito, suurempi kansallisten (suomalaisten) itsenäisyysarvojen kannattaminen, mutta kuitenkin vähemmän identifioitumista suomalaisiin. Koetun syrjinnän merkitys psyykkiselle hyvinvoinnille, erityisesti lapsena tai nuorena, sekä sen pitkäaikaisvaikutukset psyykkiselle hyvinvoinnille ja sosiokulttuuriselle sopeutumiselle aikuisena osoittavat tarpeen puuttua varhain psyykkisiin ongelmiin sekä parantaa etnisten ryhmien välisiä suhteita. Avainsanat: akkulturaatio, psyykkinen hyvinvointi, sosiokultuurinen sopeutuminen, kieli, arvot, identiteetti, vietnamilainen, Suomi, lapset, nuoret, nuoret aikuiset

Studies on follicular atresia: role of gonadotropins and gonadal steroids in regulating cathepsin-D activity of preovulatory follicles in the rat

Preovulatory follicular atresia was studied using pregnant mare serum gonadotropin (PMSG)-primed rats (15 IU/rat) which were deprived of hormonal support either by allowing the metabolic clearance of the PMSG or by injecting a specific PMSG antiserum (PMSG a/s). Atresia was monitored by an increase in lysosomal cathepsin-D activity and a decrease in the receptor activity of the granulosa cells (GC) isolated from the preovulatory follicles. It was shown that the increase in lysosomal activity and the decrease in receptor activity seen at 96 h after PMSG (or PMSG plus PMSG a/s) could be arrested both by follicle stimulating hormone (FSH) and luteinizing hormone (LH). Injection of cyanoketone or clomiphene citrate together with FSH/LH prevented this 'rescue' suggesting a role for estrogens in the regulation of atresia. Although the administration of estradiol-17 beta (20 micrograms/rat) together with PMSG a/s could show a 'rescue effect' in terms of reduction in cathepsin-D activity the gonadotropin receptor activities of these granulosa cells were not restored. The injection of dihydrotestosterone (DHT) to 48 h PMSG-primed rats induced atresia as noted by an increase in cathepsin-D activity. However, the exogenous administration of FSH along with DHT prevented this atretic effect suggesting that DHT is not having a direct effect on atresia. Determination of androgen: estrogen content of the granulosa cells and an analysis of the individual profile of androgen and estrogen revealed that the increase in cathepsin-D activity could be correlated only with the decrease in GC estrogen content. This along with the observation that GC showed a loss of estrogen synthesis well before the increase in cathepsin-D activity strongly points out that the lack of estrogen rather than an increase in androgen is the principle factor responsible for the atresia of preovulatory follicles in the rat.

New a posteriori error estimator and adaptive mesh refinement strategy for 2-D crack problems

A posteriori error estimation and adaptive refinement technique for fracture analysis of 2-D/3-D crack problems is the state-of-the-art. The objective of the present paper is to propose a new a posteriori error estimator based on strain energy release rate (SERR) or stress intensity factor (SIF) at the crack tip region and to use this along with the stress based error estimator available in the literature for the region away from the crack tip. The proposed a posteriori error estimator is called the K-S error estimator. Further, an adaptive mesh refinement (h-) strategy which can be used with K-S error estimator has been proposed for fracture analysis of 2-D crack problems. The performance of the proposed a posteriori error estimator and the h-adaptive refinement strategy have been demonstrated by employing the 4-noded, 8-noded and 9-noded plane stress finite elements. The proposed error estimator together with the h-adaptive refinement strategy will facilitate automation of fracture analysis process to provide reliable solutions.

Interaction between the Z-type DNA duplex and 1,3-propanediamine:crystal structure of d(CACGTG)(2) at 1.2 angstrom resolution

The crystal structure of a hexamer duplex d(CACGTG)(2) has been determined and refined to an R-factor of 18.3% using X-ray data up to 1.2 angstrom resolution. The sequence crystallizes as a left-handed Z-form double helix with Watson-Crick base pairing. There is one hexamer duplex, a spermine molecule, 71 water molecules, and an unexpected diamine (Z-5, 1,3-propanediamine, C3H10N2)) in the asymmetric unit. This is the high-resolution non-disordered structure of a Z-DNA hexamer containing two AT base pairs in the interior of a duplex with no modifications such as bromination or methylation on cytosine bases. This structure does not possess multivalent cations such as cobalt hexaammine that are known to stabilize Z-DNA. The overall duplex structure and its crystal interactions are similar to those of the pure-spermine form of the d(CGCGCG)(2) structure. The spine of hydration in the minor groove is intact except in the vicinity of the T5A8 base pair. The binding of the Z-5 molecule in the minor grove of the d(CACGTG)(2) duplex appears to have a profound effect in conferring stability to a Z-DNA conformation via electrostatic complementarity and hydrogen bonding interactions. The successive base stacking geometry in d(CACGTG)(2) is similar to the corresponding steps in d(CG)(3). These results suggest that specific polyamines such as Z-5 could serve as powerful inducers of Z-type conformation in unmodified DNA sequences with AT base pairs. This structure provides a molecular basis for stabilizing AT base pairs incorporated into an alternating d(CG) sequence.

Search on a hypercubic lattice using a quantum random walk. I. d > 2

Random walks describe diffusion processes, where movement at every time step is restricted to only the neighboring locations. We construct a quantum random walk algorithm, based on discretization of the Dirac evolution operator inspired by staggered lattice fermions. We use it to investigate the spatial search problem, that is, to find a marked vertex on a d-dimensional hypercubic lattice. The restriction on movement hardly matters for d > 2, and scaling behavior close to Grover's optimal algorithm (which has no restriction on movement) can be achieved. Using numerical simulations, we optimize the proportionality constants of the scaling behavior, and demonstrate the approach to that for Grover's algorithm (equivalent to the mean-field theory or the d -> infinity limit). In particular, the scaling behavior for d = 3 is only about 25% higher than the optimal d -> infinity value.