Impaired uptake of glutathione by hepatic mitochondria from chronic ethanol-fed rats. Tracer kinetic studies in vitro and in vivo and susceptibility to oxidant stress.

Isolated hepatocytes incubated with [35S]-methionine were examined for the time-dependent accumulation of [35S]-glutathione (GSH) in cytosol and mitochondria, the latter confirmed by density gradient purification. In GSH-depleted and -repleted hepatocytes, the increase of specific activity of mitochondrial GSH lagged behind cytosol, reaching nearly the same specific activity by 1-2 h. However, in hepatocytes from ethanol-fed rats, the rate of increase of total GSH specific radioactivity in mitochondria was markedly suppressed. In in vivo steady-state experiments, the mass transport of GSH from cytosol to mitochondria and vice versa was 18 nmol/min per g liver, indicating that the half-life of mitochondrial GSH was approximately 18 min in controls. The fractional transport rate of GSH from cytosol to mitochondria, but not mitochondria to cytosol, was significantly reduced in the livers of ethanol-fed rats. Thus, ethanol-fed rats exhibit a decreased mitochondrial GSH pool size due to an impaired entry of cytosol GSH into mitochondria. Hepatocytes from ethanol-fed rats exhibited a greater susceptibility to the oxidant stress-induced cell death from tert-butylhydroperoxide. Incubation with glutathione monoethyl ester normalized the mitochondrial GSH and protected against the increased susceptibility to t-butylhydroperoxide, which was directly related to the lowered mitochondrial GSH pool size in ethanol-fed cells.

Copeptin as a diagnostic biomarker for sepsis-related deaths.

Copeptin has been shown to increase in patients with sepsis, severe sepsis and septic shock. In the study herein described, copeptin was measured in a series of sepsis-related fatalities and control cases that underwent medico-legal investigations. No age-dependent differences in copeptin levels in either sepsis or control cases were observed. No correlation between copeptin concentrations and postmortem interval was identified in either group. Copeptin levels were significantly higher in sepsis cases. Moreover, copeptin concentrations in septic cases correlated with procalcitonin, C-reactive protein and interleukin 6 values. These preliminary findings seem to indicate that copeptin can be reliably measured in biological samples collected during postmortem investigations. These results also suggest that hemodynamic instability associated with sepsis and septic shock can be characterized by copeptin measurement also in the forensic casework.

Common noncoding UMOD gene variants induce salt-sensitive hypertension and kidney damage by increasing uromodulin expression.

Hypertension and chronic kidney disease (CKD) are complex traits representing major global health problems. Multiple genome-wide association studies have identified common variants in the promoter of the UMOD gene, which encodes uromodulin, the major protein secreted in normal urine, that cause independent susceptibility to CKD and hypertension. Despite compelling genetic evidence for the association between UMOD risk variants and disease susceptibility in the general population, the underlying biological mechanism is not understood. Here, we demonstrate that UMOD risk variants increased UMOD expression in vitro and in vivo. Uromodulin overexpression in transgenic mice led to salt-sensitive hypertension and to the presence of age-dependent renal lesions similar to those observed in elderly individuals homozygous for UMOD promoter risk variants. The link between uromodulin and hypertension is due to activation of the renal sodium cotransporter NKCC2. We demonstrated the relevance of this mechanism in humans by showing that pharmacological inhibition of NKCC2 was more effective in lowering blood pressure in hypertensive patients who are homozygous for UMOD promoter risk variants than in other hypertensive patients. Our findings link genetic susceptibility to hypertension and CKD to the level of uromodulin expression and uromodulin's effect on salt reabsorption in the kidney. These findings point to uromodulin as a therapeutic target for lowering blood pressure and preserving renal function.

Pediatric and adult eosinophilic esophagitis: similarities and differences.

Early in the 1990s, several case series described adults suffering from dysphagia and children with refractory reflux symptoms, both accompanied by an eosinophil-predominant infiltration, thereby conclusively distinguishing it from gastroesophageal reflux disease. Eosinophilic esophagitis (EoE) was recognized as its own entity in the adult and in the pediatric literature. In the last decade, evidence has accumulated that EoE represents a T-helper (Th)2-type inflammatory disease. Remodeling of the esophagus is a hallmark of EoE, leading to esophageal dysfunction and bolus impaction. Familial occurrence and disease association with single-nucleotide polymorphisms underscore the influence of genetics in this disease. Eosinophilic esophagitis may affect individuals at any age, although the clinical presentation is highly age dependent. There is a significant allergic bias in the EoE population, with the majority of patients having concurrent allergic rhinitis, asthma, eczema, and/or a history of atopy. One noteworthy difference is that in children, EoE seems to be primarily a food antigen-driven disease, whereas in adults, mainly aeroallergen sensitization has been observed. Treatment modalities for EoE include the 3Ds: drugs, diet, and dilation. The crucial question of whether adult and pediatric EoE are different phenotypes of one single entity or whether we are confronted with two different diseases is still open. Here, we review similarities and differences between EoE in adults and children.

Aging preferentially affects molecular pathways implicated in development and disease of myelinating glial cells

The central and peripheral nervous systems are involved in multiple age-dependent neurological deficits that are often attributed to alterations in function of myelinating glial cells. However, the molecular events that underlie the age-related decline of glial cell function are unknown. We used Schwann cells as a model to study biological processes affected in glial cells by aging. We comprehensively profiled gene expression of the Schwann cellrich mouse sciatic nerve throughout life, from day of birth until senescence (840 days of age). We combined the aging data with the microarray transcriptional data obtained using nerves isolated from Schwann cell-specific neuropathy-inducing mutants MPZCre/+/Lpin1fE2−3/fE2−3 , MPZCre/+/ScapfE1/fE1 and Pmp22-null mice. The majority of age related transcripts were also affected in the analyzed mouse models of neuropathy (54.4%) and in development (59.5%) indicating a high level of overlapping in implicated molecular pathways. We observed that compared to peripheral nerve development, dynamically changing expression profiles in aging have opposite (anticorrelated) orientation while they copy the orientation of transcriptional changes observed in analyzed neuropathy models. Subsequent clustering and biological annotation of dynamically changing transcripts revealed that the processes most significantly deregulated in aging include inflammatory/immune response and lipid biosynthesis/metabolism. Importantly, the changes in these pathways were also observed in myelinated oligodendrocyte-rich optic nerves of aged mice, albeit with lower magnitude. This observation suggests that similar biological processes are affected in aging glial cells in central and peripheral nervous systems, however with different dynamics. Our data, which provide the first comprehensive comparison of molecular changes in glial cells in three distinct biological conditions comprising development, aging and disease, provide not only a new inside into the molecular alterations underlying neural system aging but also identify target pathways for potential therapeutic approaches to prevent or delay complications associated with age-related and inherited forms of neuropathies. *Current address: Department of Physiology, UCSF, San Francisco, CA, USA.

The striatal long noncoding RNA Abhd11os is neuroprotective against an N-terminal fragment of mutant huntingtin in vivo.

A large number of gene products that are enriched in the striatum have ill-defined functions, although they may have key roles in age-dependent neurodegenerative diseases affecting the striatum, especially Huntington disease (HD). In the present study, we focused on Abhd11os, (called ABHD11-AS1 in human) which is a putative long noncoding RNA (lncRNA) whose expression is enriched in the mouse striatum. We confirm that despite the presence of 2 small open reading frames (ORFs) in its sequence, Abhd11os is not translated into a detectable peptide in living cells. We demonstrate that Abhd11os levels are markedly reduced in different mouse models of HD. We performed in vivo experiments in mice using lentiviral vectors encoding either Abhd11os or a small hairpin RNA targeting Abhd11os. Results show that Abhd11os overexpression produces neuroprotection against an N-terminal fragment of mutant huntingtin, whereas Abhd11os knockdown is protoxic. These novel results indicate that the loss lncRNA Abhd11os likely contribute to striatal vulnerability in HD. Our study emphasizes that lncRNA may play crucial roles in neurodegenerative diseases.

Early life host-microbe interactions : implications for the development of asthma

Plus de 300 millions de personnes dans le monde souffrent de l'asthme. L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies respiratoires caractérisée par des symptômes variables et récurrents, une obstruction bronchique réversible et des bronchospasmes. Les symptômes communs incluent une respiration sifflante, de la toux, une oppression thoracique et de la dyspnée. Normalement, la maladie commence à se manifester pendant l'enfance. Pourtant, facteurs génétiques héréditaires et événements environnementaux survenant au cours de la petite enfance sont responsables de sa manifestation, indiquant que le développement de la maladie est lié à des événements qui se produisent bien avant son déclenchement. L'infection respiratoire virale aiguë constitue un de ces facteurs environnementaux jouant un rôle prépondérant. Un des virus les plus communs est le virus respiratoire syncytial (VRS), qui infecte presque tous les enfants avant l'âge de 2 ans. Ce virus, s'il infecte des tout-petits, peut en effet provoquer une bronchiolite aiguë, un phénomène qui a été épidémiologiquement lié à l'apparition d'asthme plus tard dans la vie. Dans le premier chapitre de cette thèse, nous avons étudié, chez la souris, comment une infection avec le VRS influe sur l'asthme allergique. Nous avons constaté que seule l'infection des souris à l'état de nouveau-né prédispose à un asthme allergique plus sévère chez l'adulte. En effet, si des souris adultes étaient infectées, elles étaient protégées contre l'apparition des symptômes asthmatiques. Cela nous a mené à investiguer les mécanismes immunitaires spécifiques durant cette courte période du début de la vie. Deux événements se produisent en parallèle au cours de la petite enfance: (1) Le système immunitaire, qui est encore immature immédiatement après la naissance, commence à se développer pour être en mesure de jouer son rôle protecteur contre les agents infectieux. (2) Le corps, y compris les poumons, est colonisé par des bactéries commensales, qui vivent en symbiose avec leur hôte humain. Chez l'adulte, ces bactéries sont connues pour influencer notre système immunitaire, l'éduquant à générer des réponses immunitaires adéquates et efficaces. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons voulu déterminer si ces bactéries symbiotiques étaient impliquées dans l'éducation du système immunitaire du nouveau-né et quelles conséquences cela pourrait avoir sur les réponses immunitaires engendrées par ce dernier. Pour étudier l'effet de ces bactéries symbiotiques, nous avons utilisé des souris stériles, en d'autres termes des souris qui n'hébergent pas ces bactéries symbiotiques. En comparant ces souris stériles à des souris qui abritent une flore microbienne normale, nous avons constaté que les bactéries symbiotiques sont vitales pour la bonne éducation du système immunitaire du nouveau-né. Nous avons démontré que le contact direct des cellules immunitaires avec la flore microbienne dans les poumons modifie le phénotype de ces cellules immunitaires, ce qui change probablement leur réaction au cours de réponses immunitaires. Nous avons donc vérifié si l'éducation immunitaire induite par cette microflore est importante pour prévenir les maladies pulmonaires telles que l'asthme allergique, affections qui sont causées par une réaction excessive du système immunitaire envers des agents inoffensifs. En effet, nous avons observé que le processus de maturation du système immunitaire néonatal, lequel a été déclenché et façonné par la flore microbienne, est important pour éviter une réaction asthmatique exagérée chez la souris adulte. Ce phénomène est dû aux lymphocytes T régulateurs. Ces cellules, dont la présence est induite dans les poumons, ont des capacités immunosuppressives et atténuent donc les réponses immunitaires pour prévenir une inflammation excessive. En conclusion, nous avons montré dans cette thèse que la colonisation par des bactéries symbiotiques tôt dans la vie est un événement décisif pour la maturation du système immunitaire et pour prévenir le développement de l'asthme. Dans l'avenir, il serait intéressant de découvrir quelles bactéries sont présentes dans les poumons du nouveau-né et lesquelles sont directement impliquées dans ce processus de maturation immunitaire. Une prochaine étape serait alors de favoriser la présence de ces bactéries au début de la vie au moyen d'un traitement avec des agents pré- ou probiotiques, ce qui pourrait éventuellement contribuer à une prévention précoce du développement de l'asthme. -- L'asthme est une maladie chronique inflammatoire des voies respiratoires affectant près de 300 millions d'individus dans le monde. Bien que les traits caractéristiques du phénotype asthmatique s'établissent généralement pendant l'enfance, la prédisposition au développement de la maladie est intimement liée à des événements survenant durant la petite enfance, comme le sont par exemple les infections virales respiratoires aiguës. Les mécanismes par lesquels ces événements provoquent un dysfonctionnement immunitaire et, par conséquent, conduisent au développement de l'asthme n'ont pas encore été entièrement décelés. La dysbiose du microbiote des voies respiratoires a été récemment associes au phénotype asthmatique, touisTcis, la cuûoboiatioî! d un lien cause à effet entre la dysbiose microbienne et l'apparition des symptômes asthmatiques reste à être démontrée. Dans cette thèse, nous avons étudié le rôle que joue la colonisation microbienne des voies respiratoires au cours de la petite enfance dans la maturation du système immunitaire ainsi que dans la protection contre l'inflammation pulmonaire de type allergique. Nous avons de surcroît développé un modèle expérimental pour comprendre comment les infections virales respiratoires interfèrent avec ce processus. Dans la première partie de cette thèse, nous avons évalué l'effet d'infections causées par le virus respiratoire syncytial (VRS) sur le développement de l'asthme. En accord avec des études épidémiologiques, nous avons constaté qu'une infection au VRS lors de la période néonatale exacerbait les réponses pulmonaires allergiques ultérieures. Par contraste, une infection à l'âge adulte avait un effet protecteur. Nous avons ainsi démontré que l'influence d'une infection à VRS sur l'issue et la sévérité de l'asthme respiratoire était strictement dépendante de l'âge. Ces résultats nous ont conduit à émettre l'hypothèse que des différences dans le phénotype homéostatique des cellules immunitaires pourraient être responsables de ces disparités liées à l'âge. Par conséquent, dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons suivi et caractérisé le processus de maturation des cellules immunitaires dans les poumons du nouveau-né en condition d'homéostasie. Nous avons découvert que leur phénotype change de façon dynamique pendant le développement néonatal et que la colonisation par des microbes était déterminante pour la maturation des cellules immunitaires dans les poumons. Dans la dernière partie de cette thèse, nous avons démontré comment le microbiote pulmonaire éduque le développement immunitaire durant la période néonatale l'orientant de manière à induire une tolérance face aux aéroallergènes. Nous avons découvert que la colonisation microbienne des voies respiratoires provoque une expression transitoire de PD-L1 sur les cellules dendritiques (CD) pulmonaires du type CD11b+ dans les deux premières semaines de la vie. Cet événement engendre par la suite la génération de lymphocytes T régulateurs (TREG) dans les poumons, lesquels sont responsables de la protection contre une réponse inflammatoire allergique exagérée chez la souris adulte. Par conséquent, nous proposons un rôle pivot de la maturation immunitaire induite par le microbiote pulmonaire dans l'établissement de la tolérance aux aéroallergènes. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse fournissent de nouveaux indices révélant comment des événements se produisant lors de la petite enfance peuvent façonner les réponses du système immunitaire dirigées contre les allergènes et soulignent le rôle central joué par le microbiote pulmonaire dans l'édification d'une réponse immunitaire équilibrée. En résumé, notre travail met en évidence le microbiote pulmonaire comme étant une cible potentielle pour la prévention de certaines maladies respiratoires. -- Asthma is a chronic inflammatory disorder of the respiratory tract and affects approximately 300 million individuals world-wide. Although the asthmatic phenotype commonly establishes during childhood, predisposition towards disease development has been linked to events in early infancy, such as severe respiratory viral infections. However, the mechanisms by which these events cause immune dysfunction and, therefore, lead to the development of asthma have yet to be fully deciphered. Dysbiosis of the airway microbiota has recently been associated with the asthmatic phenotype; however, conclusive evidence for a causal link between microbial dysbiosis in the ail ways and asthma development is still missing. In this thesis we investigated the role of early-life microbial airway colonization in immune maturation and the protection against allergic airway inflammation and established an experimental model to address how respiratory viral infections interfere in this process. In the first part of this thesis we evaluated the effect of Respiratory syncytial virus (RSV) infections on the development of asthma. In concurrence with epidemiological studies, we found that neonatal infection exacerbated subsequent allergic airway inflammation. In contrast, adult infection was protective in the same context. Thus, we could demonstrate that the influence of RSV infection on subsequent allergic airway responses was strictly age-dependent. These findings led us to the hypothesis that differences in the homeostatic phenotype of immune cells could be responsible for the age-related disparities seen within the context of RSV. Therefore, in a second part of this thesis, we followed the process of homeostatic immune cell maturation in the neonatal lung. Immune cell phenotypes changed dynamically during neonatal development. We discovered that the colonization with microbes was central to the maturation of immune cells in the lung. In the last part of this thesis, we demonstrated how microbiota-driven immune development during the neonatal period induces tolerance against aeroallergens. We discovered that microbial colonization led to a transient programmed death-ligand (PD-L) 1 expression on CD11b+ pulmonary dendritic cells (DCs) during the first two weeks of life. This in turn induced regulatory T (TREG) cells in the lung, which were responsible for the protection against exaggerated allergic airway inflammation in adult mice. Thus, we propose a key role for microbiota-driven immune maturation in the establishment of tolerance towards aeroallergens. In conclusion, the results presented in this thesis provide new insights into how early-life events shape pulmonary immune responses towards allergens and suggest the airway microbiota as a key player in establishing a balanced immune response. Overall, our work highlights the airway microbiota as potential target for disease prevention.

Does chronic nicotine consumption influence visual backward masking in schizophrenia and schizotypy ?

Nicotine consumption is higher for people within the schizophrenia spectrum compared to controls. This observation supports the self-medication hypothesis, that nicotine relieves symptoms in, for example, schizophrenia patients. We tested whether performance in an endophenotype of schizophrenia (visual backward masking, VBM) is modulated by nicotine consumption in i) smoking and non-smoking schizophrenia patients, their first-degree relatives, and age-matched controls, ii) non-smoking and smoking university students, and iii) non-smoking, early and late onset nicotine smokers. Overall, our results confirmed that VBM deficits are an endophenotype of schizophrenia, i.e., deficits were highest in patients, followed by their relatives, students scoring high in Cognitive Disorganisation, and controls. Moreover, we found i) beneficial effects of chronic nicotine consumption on VBM performance, in particular with increasing age, and ii) little impact of clinical status. alone or in interactionwith nicotine consumption on VBMperformance. Given the younger age of undergraduate students (up to 30 years) versus controls and patients (up to 66 years),we propose that age-dependent VBMdeficits emergewhen schizotypy effects are targeted in populations of a larger age range, but that nicotine consumption might counteract these deficits (supporting the self-medication hypothesis).

Decreased Brain Levels of Vitamin B12 in Aging, Autism and Schizophrenia.

Many studies indicate a crucial role for the vitamin B12 and folate-dependent enzyme methionine synthase (MS) in brain development and function, but vitamin B12 status in the brain across the lifespan has not been previously investigated. Vitamin B12 (cobalamin, Cbl) exists in multiple forms, including methylcobalamin (MeCbl) and adenosylcobalamin (AdoCbl), serving as cofactors for MS and methylmalonylCoA mutase, respectively. We measured levels of five Cbl species in postmortem human frontal cortex of 43 control subjects, from 19 weeks of fetal development through 80 years of age, and 12 autistic and 9 schizophrenic subjects. Total Cbl was significantly lower in older control subjects (> 60 yrs of age), primarily reflecting a >10-fold age-dependent decline in the level of MeCbl. Levels of inactive cyanocobalamin (CNCbl) were remarkably higher in fetal brain samples. In both autistic and schizophrenic subjects MeCbl and AdoCbl levels were more than 3-fold lower than age-matched controls. In autistic subjects lower MeCbl was associated with decreased MS activity and elevated levels of its substrate homocysteine (HCY). Low levels of the antioxidant glutathione (GSH) have been linked to both autism and schizophrenia, and both total Cbl and MeCbl levels were decreased in glutamate-cysteine ligase modulatory subunit knockout (GCLM-KO) mice, which exhibit low GSH levels. Thus our findings reveal a previously unrecognized decrease in brain vitamin B12 status across the lifespan that may reflect an adaptation to increasing antioxidant demand, while accelerated deficits due to GSH deficiency may contribute to neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders.

Lexical Influences on Spoken Spondaic Word Recognition in Hearing-Impaired Patients.

Top-down contextual influences play a major part in speech understanding, especially in hearing-impaired patients with deteriorated auditory input. Those influences are most obvious in difficult listening situations, such as listening to sentences in noise but can also be observed at the word level under more favorable conditions, as in one of the most commonly used tasks in audiology, i.e., repeating isolated words in silence. This study aimed to explore the role of top-down contextual influences and their dependence on lexical factors and patient-specific factors using standard clinical linguistic material. Spondaic word perception was tested in 160 hearing-impaired patients aged 23-88 years with a four-frequency average pure-tone threshold ranging from 21 to 88 dB HL. Sixty spondaic words were randomly presented at a level adjusted to correspond to a speech perception score ranging between 40 and 70% of the performance intensity function obtained using monosyllabic words. Phoneme and whole-word recognition scores were used to calculate two context-influence indices (the j factor and the ratio of word scores to phonemic scores) and were correlated with linguistic factors, such as the phonological neighborhood density and several indices of word occurrence frequencies. Contextual influence was greater for spondaic words than in similar studies using monosyllabic words, with an overall j factor of 2.07 (SD = 0.5). For both indices, context use decreased with increasing hearing loss once the average hearing loss exceeded 55 dB HL. In right-handed patients, significantly greater context influence was observed for words presented in the right ears than for words presented in the left, especially in patients with many years of education. The correlations between raw word scores (and context influence indices) and word occurrence frequencies showed a significant age-dependent effect, with a stronger correlation between perception scores and word occurrence frequencies when the occurrence frequencies were based on the years corresponding to the patients' youth, showing a "historic" word frequency effect. This effect was still observed for patients with few years of formal education, but recent occurrence frequencies based on current word exposure had a stronger influence for those patients, especially for younger ones.

Social capital and health : variations, associations and challenges

Although social capital and health have been extensively studied during the last decade, there are still open issues in current empirical research. These concern for instance the measurement of the concept in different contexts, as well as the association between different types of social capital and different dimensions of health. The present thesis addressed these questions. The general aim was to promote the understanding of social capital and health by investigating the oldest old and the two major language groups in Finland, Swedish- and Finnish-speakers. Another aim was to contribute to the discussion on methodological issues in social capital and health research. The present thesis investigated two empirical data sets, Umeå 85+ and Health 2000. The Umeå 85+ study was a cross-sectional study of 163 individuals aged 85, 90, and 95 or older, living in the municipality of Umeå, Sweden, in the year of 2000. The Health 2000 survey was a national study of 8,028 persons aged 30 or above carried out in Finland in 2000-2001. Different indicators of structural (e.g. social contacts) and cognitive (e.g. trust) social capital, as well as health indicators were used as variables in the analyses. The Umeå 85+ data set was analyzed with factor analysis, as well as univariate and multivariate analysis of variance. The Health 2000 data was analyzed with logistic regression techniques. The results showed that the Swedish-speakers in the Finnish data set Health 2000 had consistently higher prevalence of social capital compared to the Finnish-speakers even after controlling for central sociodemographic variables. The results further showed that even if the language group differences in health were small, the Swedishspeakers experienced in general better self-reported health compared with the Finnish-speakers. Common sociodemographic variables could not explain these observed differences in health. The results imply that social capital is often, but not always, associated with health. This was clearly seen in the Umeå 85+ data set where only one health indicator (depressive symptoms) was associated with structural social capital among the oldest old. The results based on the analysis of the Health 2000 survey demonstrated that the cognitive component of social capital was associated with self-rated health and psychological health rather than with participation in social activities and social contacts. In addition, social capital statistically reduced the health advantage especially for Swedish-speaking men, indicating that high prevalence of social capital may promote health. Finally, the present thesis also discussed the issue of methodological challenges faced with when analyzing social capital and health. It was suggested that certain components of social capital such as bonding and bridging social capital may be more relevant than structural and cognitive components when investigating social capital among the two language groups in Finland. The results concerning the oldest old indicated that the structural aspects of social capital probably reflect current living conditions, whereas cognitive social capital reflects attitudes and traits often acquired decades earlier. This is interpreted as an indication of the fact that structural and cognitive social capital are closely related yet empirically two distinctive concepts. Taken together, some components of social capital may be more relevant to study than others depending on which population group and age group is under study. The results also implied that the choice of cut-off point of dichotomization of selfrated health has an impact on the estimated effects of the explanatory variables. When the whole age interval, 35-64 years, was analyzed with logistic regression techniques the choice of cut-off point did not matter for the estimated effects of marital status and educational level. The results changed, however, when the age interval was divided into three shorter intervals. If self-rated health is explored using wide age intervals that do not account for age-dependent covariates there is a risk of drawing misleading conclusions. In conclusion, the results presented in the thesis suggest that the uneven distribution of social capital observed between the two language groups in Finland are of importance when trying to further understand health inequalities that exist between Swedish- and Finnish-speakers in Finland. Although social capital seemed to be relevant to the understanding of health among the oldest old, the meaning of social capital is probably different compared to a less vulnerable age group. This should be noticed in future empirical research. In the present thesis, it was shown that the relationship between social capital and health is complex and multidimensional. Different aspects of social capital seem to be important for different aspects of health. This reduces the possibility to generalize the results and to recommend general policy implementations in this area. An increased methodological awareness regarding social capital as well as health are called for in order to further understand the cfomplex association between them. However, based on the present data and findings social capital is associated with health. To understand individual health one must also consider social aspects of the individuals’ environment such as social capital.

Kainic acid-induced seizures: inflammation and excitotoxic neuronal damage in the developing rat hippocampus

Epileptic seizures are harmful to the developing brain. During epileptic seizures, overactivation of glutamate receptors (GluR) leads to neuronal degeneration, defined as excitotoxicity. The hippocampus is especially vulnerable to excitotoxic neuronal death, but its mechanism has remained incompletely known in the developing brain. Recently, signs of activation of inflammatory processes after epileptic seizures have been detected in the hippocampus. The purpose of this thesis was to study the inflammatory reaction and death mechanisms in excitoxic neurodegeneration induced by the glutamate analogue kainic acid (KA) in the developing hippocampus. Organotypic hippocampal slice cultures (OHCs), prepared from 6-7-day-old rats (P6-7) and treated with KA, served as an in vitro model. KA-induced status epilepticus in P9 and P21 rats was used as an in vivo model. The results showed that the pyramidal cell layers of the hippocampus were the most susceptible to irreversible and age-specific neurodegeneration, which occurred in the juvenile (P21), but not in the immature (P9), rat hippocampus. The primary death mechanism was necrosis as there were no significant changes in the expression of selected apoptosis markers and morphological cellular features of necrosis were found. Inflammatory response was similarly age-dependent after KA treatment as a rapid, fulminant and wide response was detected in the juvenile, but not in the immature, rat brain. An anti-inflammatory drug treatment, given before KA, was not neuroprotective in OHCs, possibly because of the timing of the treatment. In summary, the results suggest that KA induces an age-dependent inflammatory response and necrotic neurodegeneration, which may cause disturbances in hippocampal connectivity and promote epileptogenesis.

The effect of diet and parasite load on female phonotaxis in the Texas field cricket, Gryllus integer

Female crickets respond selectively to variations in species-specific male calling songs. This selectivity has been shown to be age-dependent; older females are less choosy. However, female quality should also affect female selectivity. The effect of female quality on mate choice was examined in Gryllus integer by comparing the phonotactic responses of females on different diets and with different parasite loads to various synthetic models of conspecific calling song. Test females were virgin, 11-14 days old, and had been maintained on one of five diets varying in protein and fat content. Phonotaxis was quantified using a non-compensating Kugel treadmill which generates vector scores incorporating the speed and direction of movement of each female. Test females were presented with four calling song models which differed in pulse rate, but were still within the natural range of the species for the experimental temperature. After testing, females were dissected and the number of gregarine parasites within the digestive tract counted. There were no significant effects of either diet or parasitism on female motivation to mate although the combined effects of these variables seem to have an effect with no apparent trend. Control females did not discriminate among song types, but there was a trend of female preferences for lower pulse rates which are closest to the mean pulse rate for the species. Heavily parasitized females did not discriminate among pulse rates altho~gh there was a similar trend of high vector scores for low pulse rates. Diet, however, affected selectivity with poorly-fed females showing significantly high vector scores for pulse rates near the species mean. Such findings raise interesting questions about energy allocation and costs and risks of phonotaxis and mate choice in acoustic Orthoptera. These results are discussed in terms of sexual selection and female mate choice.

Rôle de la CuZn superoxyde dismutase dans la néovascularisation en réponse à l'ischémie

L’athérosclérose est à l’origine d’importantes obstructions vasculaires. La sévérité de l’ischémie tissulaire provoquée par l’athérosclérose dépend en partie de la capacité de l’organisme à former de nouveaux vaisseaux (néovascularisation). Les mécanismes de néovascularisation sont modulés par la balance oxydo-réductive. Une exacerbation du stress oxydant est retrouvée dans tous les facteurs de risque cardiovasculaire, et en particulier lors du vieillissement. Au niveau vasculaire, la CuZnSOD est la principale enzyme antioxydante. Cependant, son rôle spécifique dans le vieillissement vasculaire et dans le développement de nouveaux vaisseaux en réponse à l’ischémie n’est pas connu. Nos hypothèses de recherche sont: 1) qu’une absence de CuZnSOD diminue la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie 2) que cette diminution de la néovascularisation est dûe au vieillissement de la vasculature affectant à la fois les cellules endothéliales matures et les cellules progénitrices endothéliales. Nous avons démontré qu’une déficience en CuZnSOD diminue significativement la néovascularisation en réponse à l’ischémie. Cette diminution de néovascularisation est associée à une augmentation du stress oxydant et une réduction de la biodisponibilité du NO. La déficience en CuZnSOD réduit significativement le nombre de EPCs (moelle, rate). De plus, ces EPCs présentent une augmentation significative des niveaux de stress oxydant, une diminution de la production de NO et une capacité réduite à migrer et à s’intégrer à un réseau tubulaire. Fait important, il iv est possible d’améliorer la néovascularisation des souris déficientes en CuZnSOD par une supplémentation en EPCs provenant de souris contrôles. Nous avons également démontré que la récupération du flot sanguin suivant l’ischémie est significativement réduite par l’âge. À la fois chez les jeunes et les vieilles souris, la déficience en CuZnSOD mène à une réduction additionnelle de la néovascularisation. Fait intéressant, le potentiel néovasculaire des jeunes souris déficiente en CuZnSOD est similaire à celui des vieilles souris contrôles. Les niveaux de stress oxydant sont également augmentés de façon similaire dans ces deux groupes de souris. L’âge et la déficience en CuZnSOD sont tous deux associés à une réduction du nombre d’EPCs isolées de la moelle et de la rate. L’effet de l’âge seul sur la fonction des EPCs est modeste. Par contre, la déficience en CuZnSOD en condition de vieillissement est associée à d’importants effets délétères sur l’activité fonctionnelle des EPCs. En résumé, nos résultats suggèrent que la protection contre le stress oxydant par la CuZnSOD est essentielle pour préserver la fonction des EPCs et la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie. Le défaut de néovascularisation observé en absence de CuZnSOD est associé à un vieillissement vasculaire accéléré. Nos résultats suggèrent que dans le contexte du vieillissement, la CuZnSOD a un rôle encore plus important pour limiter les niveaux de stress oxydant, préserver la fonction des EPCs et maintenir l’intégrité des tissus ischémiques.

Modulation de la néovascularisation post-ischémique en présence de facteurs de risque cardiovasculaire

L’athérosclérose est la principale cause d’infarctus du myocarde, de mort subite d’origine cardiaque, d’accidents vasculaires cérébraux et d’ischémie des membres inférieurs. Celle-ci cause près de la moitié des décès dans les pays industrialisés. Lorsque les obstructions artérielles athérosclérotiques sont tellement importantes que les techniques de revascularisation directe ne peuvent être effectuées avec succès, la sévérité de l’ischémie tissulaire résiduelle dépendra de l’habilité de l’organisme à développer spontanément de nouveaux vaisseaux sanguins (néovascularisation). La néovascularisation postnatale est le résultat de deux phénomènes : la formation de nouveaux vaisseaux à partir de la vasculature existante (angiogenèse) et la formation de vaisseaux à partir de cellules souches progénitrices (vasculogenèse). Notre laboratoire a démontré que plusieurs facteurs de risque associés aux maladies cardiovasculaires (tabagisme, vieillissement, hypercholestérolémie) diminuaient également la réponse angiogénique suite à une ischémie. Cependant, les mécanismes précis impliqués dans cette physiopathologie sont encore inconnus. Un point commun à tous ces facteurs de risque cardiovasculaire est l’augmentation du stress oxydant. Ainsi, le présent ouvrage visait à élucider l’influence de différents facteurs de risque cardiovasculaire et du stress oxydant sur la néovascularisation. Nos résultats démontrent que l’exposition à la fumée de cigarette et le vieillissement sont associés à une diminution de la néovascularisation en réponse à l’ischémie, et que ceci est au moins en partie causé par une augmentation du stress oxydant. De plus, nous démontrons que les acides gras dérivés de la diète peuvent affecter la réponse à l’ischémie tissulaire. La première étude du projet de recherche visait à évaluer l’impact de l’exposition à la fumée de cigarette sur la néovascularisation post-ischémique, et l’effet d’une thérapie antioxydante. L’exposition à la fumée de cigarette a été associée à une réduction significative de la récupération du flot sanguin et de la densité des vaisseaux dans les muscles ischémiques. Cependant, une récupération complète de la néovascularisation a été démontrée chez les souris exposées à la fumée de cigarette et traitées au probucol ou aux vitamines antioxydantes. Nous avons démontré qu’une thérapie antioxydante administrée aux souris exposées à la fumée de cigarette était associée à une réduction significative des niveaux de stress oxydant dans le plasma et dans les muscles ischémiques. De plus, les cellules endothéliales progénitrices (EPCs) exposées à de l’extrait de fumée de cigarette in vitro présentent une diminution significative de leur activité angiogénique (migration, adhésion et incorporation dans les tissus ischémiques) qui a été complètement récupérée par le probucol et les vitamines antioxydantes. La deuxième étude avait pour but d’investiguer le rôle potentiel de la NADPH oxydase (Nox2) pour la modulation de la néovascularisation post-ischémique dans le contexte du vieillissement. Nous avons trouvé que l’expression de la Nox2 est augmentée par le vieillissement dans les muscles ischémiques des souris contrôles. Ceci est associé à une réduction significative de la récupération du flot sanguin après l’ischémie chez les vieilles souris contrôles comparées aux jeunes. Nous avons aussi démontré que la densité des capillaires et des artérioles est significativement réduite dans les muscles ischémiques des animaux vieillissants alors que les niveaux de stress oxydant sont augmentés. La déficience en Nox2 réduit les niveaux de stress oxydant dans les tissus ischémiques et améliore la récupération du flot sanguin et la densité vasculaire chez les animaux vieillissants. Nous avons aussi démontré que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et adhésion à des cellules endothéliales matures) est significativement diminuée chez les souris vieillissantes comparée aux jeunes. Cependant, la déficience en Nox2 est associée à une récupération de l’activité fonctionnelle des EPCs chez les animaux vieillissants. Nous avons également démontré une augmentation pathologique du stress oxydant dans les EPCs isolées d’animaux vieillissants. Cette augmentation de stress oxydant dans les EPCs n’est pas présente chez les animaux déficients en Nox2. La troisième étude du projet de recherche a investigué l’effet des acides gras dérivés de la diète sur la néovascularisation postnatale. Pour ce faire, les souris ont reçu une diète comprenant 20% d’huile de maïs (riche en oméga-6) ou 20% d’huile de poisson (riche en oméga-3). Nos résultats démontrent qu’une diète riche en oméga-3 améliore la néovascularisation post-ischémique au niveau macro-vasculaire, micro-vasculaire et clinique comparée à une diète riche en oméga-6. Cette augmentation de la néovascularisation postnatale est associée à une réduction du ratio cholestérol total/cholestérol HDL dans le sérum et à une amélioration de la voie VEGF/NO dans les tissus ischémiques. De plus, une diète riche en acides gras oméga-3 est associée à une augmentation du nombre d’EPCs au niveau central (moelle osseuse) et périphérique (rate). Nous démontrons aussi que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et incorporation dans des tubules de cellules endothéliales matures) est améliorée et que le niveau de stress oxydant dans les EPCs est réduit par la diète riche en oméga-3. En conclusion, nos études ont permis de déterminer l’impact de différents facteurs de risque cardiovasculaire (tabagisme et vieillissement) et des acides gras dérivés de la diète (oméga-3) sur la néovascularisation post-ischémique. Nous avons aussi identifié plusieurs mécanismes qui sont impliqués dans cette physiopathologie. Globalement, nos études devraient contribuer à mieux comprendre l’effet du tabagisme, du vieillissement, des oméga-3, et du stress oxydant sur l’évolution des maladies vasculaires ischémiques.