Patch selection by wintering white-tailed deer : consequences for eastern hemlock regeneration at local and landscape scales

Tsuga canadensis (eastern hemlock) is a highly shade-tolerant, late-successional, and long-lived conifer species found throughout eastern North America. It is most often found in pure or nearly pure stands, because highly acidic and nutrient poor forest floor conditions are thought to favor T. canadensis regeneration while simultaneously limiting the establishment of some hardwood species with greater nutrient requirements. Once a common species, T. canadensis is currently experiencing widescale declines across its range. The hemlock woolly adelgid (Adelges tsugae) is decimating the population across its eastern distribution. Across the Upper Great Lakes region, where the adelgid is currently being held at bay by cold winter temperatures, T. canadensis has been experiencing failures in regeneration attributed, in part, to herbivory by white-tailed deer (Odocoileus virginianus). Deer utilize T. canadensis stands as winter habitat in areas of high snow depth. Tsuga canadensis, once a major component of these forests, currently exists at just a fraction of its pre-settlement abundance due to historic logging and contemporary forest management practices, and what remains is found in small remnant patches surrounded by second- and third-growth deciduous forests. The deer population across the region, however, is likely double that of pre-European settlement times. In this dissertation I explore the relationship between white-tailed deer use of T. canadensis as winter habitat and the effect this use is having on regeneration and forest succession. For this research I quantified stand composition and structure and abiotic variables of elevation and snow depth in 39 randomly selected T. canadensis stands from across the western Upper Peninsula of Michigan. I also quantified composition and the configuration of the landscapes surrounding these stands. I measured relative deer use of T. canadensis stands as pellet group piles deposited in each stand during each of three consecutive winters, 2005-06, 2006-07, and 2007-08. The results of this research suggest that deer use of T. canadensis stands as winter habitat is influenced primarily by snow depth, elevation, and the composition and configuration of the greater landscapes surrounding these stands. Specifically, stands with more heterogeneous landscapes surrounding them (i.e., a patchy mosaic of conifer, deciduous, and open cover) had higher relative deer use than stands surrounded by homogenous deciduous forest cover. Additionally, the intensity of use and the number of stands used was greater in years with higher average snow depth. Tsuga canadensis regeneration in these stands was negatively associated with deer use and Acer saccharum (sugar maple) basal area. Of the 39 stands, 17 and 22 stands had no T. canadensis regeneration in small and large sapling categories, respectively. Acer saccharum was the most common understory tree species, and the importance of A. saccharum in the understory (stems < 10 cm dbh) of the stands was positively associated with overstory A. saccharum dominance. Tsuga canadensis establishment was associated with high-decay coarse woody debris and moss, and deciduous leaf litter inputs in these stands may be limiting access to these important microsites. Furthermore, A. saccharum is more tolerant to the effects of deer herbivory than T. canadensis, giving A. saccharum a competitive advantage in stands being utilized as winter habitat by deer. My research suggests that limited microsite availability, in conjunction with deer herbivory, may be leading to an erosion in T. canadensis patch stability and an altered successional trajectory toward one of A. saccharum dominance, an alternately stable climax species.

Eczematous skin reaction to atopy patch testing with cockroach in patients with atopic dermatitis

BACKGROUND: Aeroallergens from house dust mite (HDM) may be an important trigger in a subgroup of patients with atopic dermatitis (AD). HDM and cockroach (CR) contain cross-reactive allergens, such as tropomyosin. OBJECTIVE: To investigate the diagnostic value of patch testing with an aeroallergen and the role of CR allergen and HDM allergen in persons with AD. METHODS: We performed skin prick tests (SPT) with a panel of common aeroallergens and total serum immunoglobulin (Ig)E and specific IgE tests for CR and HDM on 23 patients with AD and 9 nonatopic control participants. Atopy patch tests (APT) were performed with CR and HDM extracts on clinically uninvolved skin on the back, and evaluated after 48 and 72 hours. RESULTS: A positive APT reaction to CR was found in 10/23 (43%) patients with AD. No positive reactions were observed in the nonatopic control participants. Positive APT reactions for CR showed no significant correlation with SPT or specific IgE levels for this allergen. Twelve of the 23 (52%) patients with AD were also sensitized to HDM. There was no significant correlation between positive results for SPT, APT, and specific IgE to CR and HDM. CONCLUSION: We demonstrate that CR allergens can induce positive patch test reactions in patients with AD. The absence of a significant correlation to SPT and specific IgE antibodies suggests that T-cell- and IgE-sensitization may be mediated by different allergens. There was no significant relationship between CR and HDM sensitivity, thus indicating no major cross-reactivity.

Association of bilateral acute anterior uveitis with a capsaicin patch

PURPOSE To report a case of bilateral acute anterior uveitis in association with the application of an analgesic transdermal capsaicin patch. METHODS Case report and review of literature. RESULTS A 38-year-old woman suffered from bilateral acute anterior uveitis, manifesting 12-24 h after application of an analgesic capsaicin patch (Isola Capsicum N Plus) that served to alleviate muscular neck pain. Systemic immune-mediated and infectious diseases were excluded by medical history and laboratory testing. Control of inflammation was achieved with topical corticosteroid treatment within 1 week. Over the course of a 1-year follow-up, no further recurrence of uveitis was observed. CONCLUSIONS The case suggests a possible association of capsaicin-containing transdermal patches and acute anterior uveitis.

Biochemical, single-channel, whole-cell patch clamp, and pharmacological analyses of endogenous TRPM4 channels in HEK293 cells

Human embryonic kidney cells 293 (HEK293) are widely used as cellular heterologous expression systems to study transfected ion channels. This work characterizes the endogenous expression of TRPM4 channels in HEK293 cells. TRPM4 is an intracellular Ca(2+)-activated non-selective cationic channel expressed in many cell types. Western blot analyses have revealed the endogenous expression of TRPM4. Single channel 22pS conductance with a linear current-voltage relationship was observed using the inside-out patch clamp configuration in the presence of intracellular Ca(2+). The channels were permeable to the monovalent cations Na(+) and K(+), but not to Ca(2+). The open probability was voltage-dependent, being higher at positive potentials. Using the whole-cell patch clamp "ruptured patch" configuration, the amplitude of the intracellular Ca(2+)-activated macroscopic current was dependent on time after patch rupture. Initial transient activation followed by a steady-increase reaching a plateau phase was observed. Biophysical analyses of the macroscopic current showed common properties with those from HEK293 cells stably transfected with human TRPM4b, with the exception of current time course and Ca(2+) sensitivity. The endogenous macroscopic current reached the plateau faster and required 61.9±3.5μM Ca(2+) to be half-maximally activated versus 84.2±1.5μM for the transfected current. The pharmacological properties, however, were similar in both conditions. One hundred μM of flufenamic acid and 9-phenanthrol strongly inhibited the endogenous current. Altogether, the data demonstrate the expression of endogenous TRMP4 channels in HEK293 cells. This observation should be taken into account when using this cell line to study TRPM4 or other types of Ca(2+)-activated channels.

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Introduction: Die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) hängt nicht nur positiv mit der körperlichen Gesundheit zusammen, sondern gilt auch als Prädiktor für die schulische Leistung (SL) (van der Niet, Hartmann, Smith, & Visscher, 2014). Um die Frage zu beantworten, wie denn zwei auf den ersten Blick so distale Merkmale zusammenhängen sollen, werden unterschiedliche erklärende Variablen diskutiert, wobei die kognitive Stimulationshypothese die exekutiven Funktionen (EF) als mediierende Variable im Zusammenhang zwischen SMLF und SL postuliert. Die Annahme hierbei ist, dass die mit komplexen motorischen Kontrollprozessen einhergehende kognitive Beanspruchung bei einem wiederholten Ausführen von nicht-automatisierten sportbezogenen Handlungen zu einer Aktivierung und somit Förderung der EF führt (Best, 2010). EF, verstanden als höhere kognitive Prozesse, die ein zielorientiertes und situationsangepasstes Handeln erlauben, sind für den schulischen Erfolg von zentraler Bedeutung und gleichzeitig wichtige Prädiktoren der SL (Diamond, 2013). Obwohl diese Mediation seit einigen Jahren in der Literatur diskutiert wird, wurde sie bis heute noch nicht mit Hilfe längsschnittlicher Daten geprüft. Daher wird im Folgenden der mediierende Effekt der EF im Zusammenhang zwischen SMLF und SL getestet. Methods: Im Rahmen der Studie Sport und Kognition 5.0 wurden insgesamt 237 Primarschulkinder (52.3% ♀; 11.31 ± 0.62 Jahre) zu drei Messzeitpunkten in ihrer SMLF (T1) und ihren EF (T2) getestet. Zusätzlich wurde die SL (T3) mittels objektiver Schulleistungstests (Mathematik und Deutsch) erhoben. Um die Hauptfragestellung zu prüfen, ob die SL vorwiegend mediiert über die EF durch die SMLF vorhergesagt werden kann, wurde eine bootstrapping-basierte Mediationsanalyse in AMOS 22 durchgeführt. Results: Das theoretisch abgeleitete Strukturgleichungsmodell (2 (22, N = 237) = 30.357, p = .110; CFI = .978) weist eine zufriedenstellende Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss zerfällt der Zusammenhang innerhalb des Mediationsmodells zwischen der SMLF und der SL, alsbald die EF ins Modell aufgenommen werden (β = .16, p = .634). Sowohl der Zusammenhang zwischen der SMLF und den EF (β = .38, p = .039), als auch der Zusammenhang zwischen den EF und der SL fallen signifikant aus (β = .91, p = .001) und ergeben dabei eine volle Mediation über den indirekten (p = .021) und totalen Effekt (p = .001). Discussion/Conclusion: Die erstmals vorliegenden längsschnittlichen Daten bestätigen den Zusammenhang zwischen SMLF und SL bei einer Mediation über die EF und decken sich mit den, aus einem querschnittlichen Design stammenden, Befunden von van der Niet et al. (2014). Zur Steigerung der schulischen Leistung sollten zukünftige Schulsportinterventionen die SMLF von Kindern erhöhen und dabei die EF bei der Auswahl von sportlichen Aufgaben mitberücksichtigen. References: Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of experimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30, 331-351. Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168. van der Niet, A. G., Hartmann, E., Smith, J. & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school children. Psychology of Sport & Exercise, 15(4), 319-325.

Late cardiac sodium current can be assessed using automated patch-clamp

The cardiac late Na (+) current is generated by a small fraction of voltage-dependent Na (+) channels that undergo a conformational change to a burst-gating mode, with repeated openings and closures during the action potential (AP) plateau. Its magnitude can be augmented by inactivation-defective mutations, myocardial ischemia, or prolonged exposure to chemical compounds leading to drug-induced (di)-long QT syndrome, and results in an increased susceptibility to cardiac arrhythmias. Using CytoPatch™ 2 automated patch-clamp equipment, we performed whole-cell recordings in HEK293 cells stably expressing human Nav1.5, and measured the late Na (+) component as average current over the last 100 ms of 300 ms depolarizing pulses to -10 mV from a holding potential of -100 mV, with a repetition frequency of 0.33 Hz. Averaged values in different steady-state experimental conditions were further corrected by the subtraction of current average during the application of tetrodotoxin (TTX) 30 μM. We show that ranolazine at 10 and 30 μM in 3 min applications reduced the late Na (+) current to 75.0 ± 2.7% (mean ± SEM, n = 17) and 58.4 ± 3.5% ( n = 18) of initial levels, respectively, while a 5 min application of veratridine 1 μM resulted in a reversible current increase to 269.1 ± 16.1% ( n = 28) of initial values. Using fluctuation analysis, we observed that ranolazine 30 μM decreased mean open probability p from 0.6 to 0.38 without modifying the number of active channels n, while veratridine 1 μM increased n 2.5-fold without changing p. In human iPSC-derived cardiomyocytes, veratridine 1 μM reversibly increased APD90 2.12 ± 0.41-fold (mean ± SEM, n = 6). This effect is attributable to inactivation removal in Nav1.5 channels, since significant inhibitory effects on hERG current were detected at higher concentrations in hERG-expressing HEK293 cells, with a 28.9 ± 6.0% inhibition (mean ± SD, n = 10) with 50 μM veratridine.

The role of patch testing in the management of oral lichenoid reactions.

BACKGROUND AND OBJECTIVES The distinction of oral lichenoid reactions from oral lichen planus may be difficult in a clinical setting. Our aims were to ascertain the utility of patch testing to confirm the association of oral lichenoid reactions with dental restorations and to identify the benefits of replacement of restorations, primarily made of amalgam. METHODS Patients seen in an oral medicine unit over a 10-year period diagnosed with oral lichenoid reactions, with oral lichen planus resistant to treatment or with atypical lichenoid features were included in this study. All had been subjected to skin patch testing. Histopathology reports blinded to patch test results were scrutinized. Patch-test-positive subjects were advised to have their restorations replaced. All were followed up to determine disease resolution for at least 3 months thereafter. RESULTS Among 115 patients, 67.8% patients reacted positive to a dental material and nearly a quarter to mercury or amalgam. No correlation was found between pathology and skin patch testing results (P = 0.44). A total of 87 patients were followed up in clinic, and among 26 patch-test-positive patients who had their amalgam fillings replaced, moderate to complete resolution was noted in 81%. CONCLUSIONS Skin patch testing is a valuable tool to confirm clinically suspected oral lichenoid reactions. Pathology diagnoses of oral lichenoid reactions did not correlate with patch test results. Prospective studies are needed to ascertain that a clinically suspected oral lichenoid reaction with a positive patch test result may resolve after the replacement of amalgam fillings.

Force-controlled patch clamp of beating cardiac cells.

From its invention in the 1970s, the patch clamp technique is the gold standard in electrophysiology research and drug screening because it is the only tool enabling accurate investigation of voltage-gated ion channels, which are responsible for action potentials. Because of its key role in drug screening, innovation efforts are being made to reduce its complexity toward more automated systems. While some of these new approaches are being adopted in pharmaceutical companies, conventional patch-clamp remains unmatched in fundamental research due to its versatility. Here, we merged the patch clamp and atomic force microscope (AFM) techniques, thus equipping the patch-clamp with the sensitive AFM force control. This was possible using the FluidFM, a force-controlled nanopipette based on microchanneled AFM cantilevers. First, the compatibility of the system with patch-clamp electronics and its ability to record the activity of voltage-gated ion channels in whole-cell configuration was demonstrated with sodium (NaV1.5) channels. Second, we showed the feasibility of simultaneous recording of membrane current and force development during contraction of isolated cardiomyocytes. Force feedback allowed for a gentle and stable contact between AFM tip and cell membrane enabling serial patch clamping and injection without apparent cell damage.

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) gilt in jüngster Zeit als ein Prädiktor für schulische Leistung (SL) (Diamond, 2013). Um die Frage zu beantworten, wie denn zwei auf den ersten Blick so distale Merkmale zusammenhängen sollen, werden unterschiedliche erklärende Variablen diskutiert, wobei die kognitive Stimulationshypothese die exekutiven Funktionen (EF) als mediierende Variable im Zusammenhang zwischen SMLF und SL postuliert. Die Annahme hierbei ist, dass die mit komplexen motorischen Kontrollprozessen einhergehende kognitive Beanspruchung bei einem wiederholten Ausführen von nicht-automatisierten sportbezogenen Handlungen zu einer Aktivierung und somit Förderung der EF führt (Best, 2010). Der mediierende Effekt der EF im Zusammenhang zwischen der SMLF und der SL wird seit einigen Jahren in der Literatur diskutiert und wird im Folgenden innerhalb einer längsschnittlichen Untersuchung getestet. Im Rahmen der Studie SpuK wurden 237 Primarschulkinder (52.3% ♀; 11.31 ± 0.62 Jahre) zu drei Messzeitpunkten in ihrer SMLF (T1) und ihren EF (T2) getestet. Zur Ermittlung der SMLF wurden drei sportmotorische Tests in den Bereichen Koordination, Ausdauer und Schnellkraft durchgeführt. Die EF Inhibition, kognitive Flexibilität und Arbeitsgedächtnis wurden computerbasiert über den N-Back- und Flanker-Test operationalisiert. Zusätzlich wurde die SL (T3) mittels objektiver Schulleistungstests erhoben. Um die Hauptfragestellung zu prüfen, wurde eine bootstrapping basierte Mediationsanalyse in AMOS durchgeführt. Das Strukturgleichungsmodell (2 (22, N=237)=30.357, p=.110; CFI=.978) weist eine zufriedenstellende Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss zerfällt der Zusammenhang innerhalb des Mediationsmodells zwischen der SMLF und der SL, alsbald die EF ins Modell aufgenommen werden (β=.16, p= .634). Sowohl der Zusammenhang zwischen der SMLF und den EF (β=.38, p= .039), als auch der Zusammenhang zwischen den EF und der SL fallen signifikant aus (β=.91, p=.001) und ergeben dabei eine volle Mediation über den indirekten (p=.021) und totalen Effekt (p=.001). Die vorliegenden längs-schnittlichen Daten bestätigen den Zusammenhang zwischen SMLF und SL bei einer Mediation über die EF und bestätigen somit die aus querschnittlichem Design stammenden Resultate von van der Niet et al. (2014). Literatur Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of ex-perimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30, 331-351. Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168. van der Niet, A. G., Hartmann, E., Smith, J. & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school chil-dren. Psychology of Sport & Exercise, 15(4), 319-325.

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Introduction: Da die exekutiven Funktionen in enger Verbindung mit schulischer Leistung stehen (Diamond, 2007) interessiert aus sportwissenschaftlicher Sicht, welchen Beitrag Sport und Bewegung zu dessen Erhöhung leisten kann. Direkte Zusammenhänge zwischen den Konstrukten sportmotorische Leistungsfähigkeit, exekutive Funktionen und schulische Leistung scheinen empirisch hinreichend belegt. Offen bleibt hingegen wie sich der Zusammenhang gestaltet wobei des Öfteren Mediations- und Moderationseffekte diskutiert (Alfermann & Linde, 2012), selten jedoch statistisch getestet werden. Ob die exekutiven Funktionen als potentieller Mediator zwischen sportmotorischer Leistungsfähigkeit und schulischer Leistung fungiert, ist Gegenstand des vorliegenden Beitrags. Methods: Im Rahmen der Studie „Sport und Kognition“ (SpuK) wurden insgesamt 110 Schülerinnen und Schüler (56.8% ♀; 7.90±0.43 Jahre) in ihren exekutiven Funktionen (EF) getestet. Zusätzlich wurde die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) und die schulische Leistung (SL) durch Einschätzung der Lehrperson erhoben. Um die Annahme zu prüfen, ob die schulische Leistung vorwiegend mediiert über die exekutiven Funktionen durch die sportmotorische Leistung vorhergesagt werden kann, wurde eine Mediatoranalyse (Fairchild & McQuillin, 2010) berechnet. Results: Das Strukturgleichungsmodell mit 2(7, N=95)=3.057, p=.880; CFI>.99 weist eine hohe Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss gibt es innerhalb des Mediationsmodells keinen signifikanten Zusammenhang zwischen SMLF und SL (Sprache) (β=-.12, p=.869). Während der Zusammenhang von SMLF auf EF signifikant ausfällt (β=.69, p= .026), zeigt sich der Zusammenhang von EF auf SL (Sprache) als nicht signifikant (β=.68, p=.515). Daher zeigt sich weder der direkte Effekt (p=.124) von SMLF auf SL noch der indirekte Effekte (p=.472) von SMLF auf SL über EF signifikant. Die geprüfte Mediation muss somit verworfen werden. Discussion/Conclusion: Obwohl starke Zusammenhänge von SMLF und EF als auch von EF und SL (Sprache) und gleichzeitig ein schwacher direkter Zusammenhang von SMLF und SL die theoretische Annahme der Mediation stützen, kann der indirekte Effekt keine Signifikanz ausweisen, was zu einer Ablehnung der Mediationshypothese führt. Erklären lässt sich dieser Befund durch eine zu geringfügige Stichprobe einerseits und durch eine unzureichende Datenqualität aufgrund inadäquat operationalisierter Messmethoden zur Einschätzung der schulischen Leistung andererseits. Zukünftige Studien sollten zur Messung der schulischen Leistung auf objektive Messmethoden zurückgreifen. References: Alfermann, D., & Linde, K. (2012). Physische Aktivität und kognitive Leistungsfähigkeit. In R. Fuchs & W. Schlicht (Hrsg.), Seelische Gesundheit und sportliche Aktivität (S.294-314). Göttingen: Hogrefe. Diamond, A., Barnett, W. S., Thomas, J., & Munro, S. (2007). Preschool program improves cognitive control. Science, 318, 1387-1388. Fairchild, A. J., & McQuillin, S. D. (2010). Evaluating mediation and moderation effects in school psychology: A presentation of methods and review of current practice. Journal of School Psychology, 48, 53-84.