The "Abdominal Circulatory Pump": An Auxiliary Heart during Exercise?

Apart from its role as a flow generator for ventilation the diaphragm has a circulatory role. The cyclical abdominal pressure variations from its contractions cause swings in venous return from the splanchnic venous circulation. During exercise the action of the abdominal muscles may enhance this circulatory function of the diaphragm. Eleven healthy subjects (25 ± 7 year, 70 ± 11 kg, 1.78 ± 0.1 m, 3 F) performed plantar flexion exercise at ~4 METs. Changes in body volume (ΔVb) and trunk volume (ΔVtr) were measured simultaneously by double body plethysmography. Volume of blood shifts between trunk and extremities (Vbs) was determined non-invasively as ΔVtr-ΔVb. Three types of breathing were studied: spontaneous (SE), rib cage (RCE, voluntary emphasized inspiratory rib cage breathing), and abdominal (ABE, voluntary active abdominal expiration breathing). During SE and RCE blood was displaced from the extremities into the trunk (on average 0.16 ± 0.33 L and 0.48 ± 0.55 L, p < 0.05 SE vs. RCE), while during ABE it was displaced from the trunk to the extremities (0.22 ± 0.20 L p < 0.001, p < 0.05 RCE and SE vs. ABE respectively). At baseline, Vbs swings (maximum to minimum amplitude) were bimodal and averaged 0.13 ± 0.08 L. During exercise, Vbs swings consistently increased (0.42 ± 0.34 L, 0.40 ± 0.26 L, 0.46 ± 0.21 L, for SE, RCE and ABE respectively, all p < 0.01 vs. baseline). It follows that during leg exercise significant bi-directional blood shifting occurs between the trunk and the extremities. The dynamics and partitioning of these blood shifts strongly depend on the relative predominance of the action of the diaphragm, the rib cage and the abdominal muscles. Depending on the partitioning between respiratory muscles for the act of breathing, the distribution of blood between trunk and extremities can vary by up to 1 L. We conclude that during exercise the abdominal muscles and the diaphragm might play a role of an "auxiliary heart."

Description of a new species of skate of the genus Malacoraja Stehmann, 1970: the first species from the southwestern Atlantic Ocean, with notes on generic monophyly and composition (Chondrichthyes: Rajidae)

O primeiro registro para o Atlântico Sul ocidental de uma espécie do gênero Malacoraja Stehmann, 1970 é feita com base na descrição de Malacoraja obscura, espécie nova, proveniente do talude continental do Sudeste brasileiro dos estados do Espírito Santo e Rio de Janeiro em profundidades de 808-1105 m. A espécie nova é conhecida através de cinco exemplares e é distinta de seus congêneres pela sua coloração dorsal composta por numerosas manchas esbranquiçadas e pequenas na região do disco e nadadeiras pélvicas, por apresentar uma fileira irregular de espinhos ao longo da superfície dorsal mediana da cauda a qual persiste em espécimes maiores (desde a base da cauda até dois-terços do seu comprimento numa fêmea de 680 mm de comprimento total, CT) e uma região pequena desprovida de dentículos na base ventral da cauda (estendendo somente até a margem distal da nadadeira pélvica). Outros caracteres diagnósticos em combinação incluem a ausência de espinhos escapulares em indivíduos maiores, número elevado de fileiras dentárias (64/62 fileiras num macho subadulto de 505 mm de CT e 76/74 numa fêmea de 680 mm de CT) e de vértebras (27-28 Vtr, 68-75 Vprd), coloração ventral do disco uniformemente castanha escura, duas fenestras pós-ventrais na cintura escapular, fenestra pós-ventral posterior grande, forame magno circular e dois forames para a carótida interna na placa basal ventral do neurocrânio. Machos adultos não são conhecidos, porém uma descrição anatômica de M. obscura, sp. nov., é fornecida. Comparações são realizadas com todo o material conhecido de M. kreffti, com a literatura sobre M. senta e com material abundante de M. spinacidermis da África do Sul; M. obscura, sp. nov., assemelha-se mais a M. spinacidermis do Atlântico Sul oriental em esqueleto dérmico, coloração e tamanho. Malacoraja é monofilético devido à sua espinulação e apêndices rostrais conspícuos e é aparentemente composta por dois grupos de espécies, um para M. obscura e M. spinacidermis e outro para M. kreffti e M. senta, porém a elucidação das relações filogenéticas entre as espécies necessita de mais informações anatômicas, principalmente das duas últimas espécies.

An Analytical Model for Virtual Topology Reconfiguration in Optical Networks and A Case Study

An analytical model for Virtual Topology Reconfiguration (VTR) in optical networks is developed. It aims at the optical networks with a circuit-based data plane and an IPlike control plane. By identifying and analyzing the important factors impacting the network performance due to VTR operations on both planes, we can compare the benefits and penalties of different VTR algorithms and policies. The best VTR scenario can be adaptively chosen from a set of such algorithms and policies according to the real-time network situations. For this purpose, a cost model integrating all these factors is created to provide a comparison criterion independent of any specific VTR algorithm and policy. A case study based on simulation experiments is conducted to illustrate the application of our models.

The Removal of Pharmaceuticals From Wastewater by Wet-Air Oxidation

The ubiquitous occurrence of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in aquatic environments has raised concerns about potential adverse effects on aquatic ecology and human health. Certain pharmaceuticals have recently become a major focus of research to better understand the routes and persistence of these compounds once they enter into aquatic system. In this research, two model compounds were selected to represent pharmaceuticals that have been identified by recent research as being persistent; specifically, these compounds were trimethoprim (TMP, a basic antibiotic) and gemfibrozil (GEM, an acidic lipid regulator). Treatment of synthetic wastewater that contained these drugs was accomplished using wet-air oxidation (WAO). Pre- and post-treatment drug concentrations were determined by reversed-phase liquid chromatography. The influences of different operational conditions on removal efficiency of the drugs by WAO were evaluated, namely reaction time, initial drug concentration, oxygen concentration, and the amount and composition of additional organic matter used during WAO. The optimum removal efficiencies were found to be 91.9 % for TMP and 95.5 % for GEM.

Description of a new species of skate of the genus Malacoraja Stehmann, 1970: the first species from the southwestern Atlantic Ocean, with notes on generic monophyly and composition (Chondrichthyes: Rajidae)

O primeiro registro para o Atlântico Sul ocidental de uma espécie do gênero Malacoraja Stehmann, 1970 é feita com base na descrição de Malacoraja obscura, espécie nova, proveniente do talude continental do Sudeste brasileiro dos estados do Espírito Santo e Rio de Janeiro em profundidades de 808-1105 m. A espécie nova é conhecida através de cinco exemplares e é distinta de seus congêneres pela sua coloração dorsal composta por numerosas manchas esbranquiçadas e pequenas na região do disco e nadadeiras pélvicas, por apresentar uma fileira irregular de espinhos ao longo da superfície dorsal mediana da cauda a qual persiste em espécimes maiores (desde a base da cauda até dois-terços do seu comprimento numa fêmea de 680 mm de comprimento total, CT) e uma região pequena desprovida de dentículos na base ventral da cauda (estendendo somente até a margem distal da nadadeira pélvica). Outros caracteres diagnósticos em combinação incluem a ausência de espinhos escapulares em indivíduos maiores, número elevado de fileiras dentárias (64/62 fileiras num macho subadulto de 505 mm de CT e 76/74 numa fêmea de 680 mm de CT) e de vértebras (27-28 Vtr, 68-75 Vprd), coloração ventral do disco uniformemente castanha escura, duas fenestras pós-ventrais na cintura escapular, fenestra pós-ventral posterior grande, forame magno circular e dois forames para a carótida interna na placa basal ventral do neurocrânio. Machos adultos não são conhecidos, porém uma descrição anatômica de M. obscura, sp. nov., é fornecida. Comparações são realizadas com todo o material conhecido de M. kreffti, com a literatura sobre M. senta e com material abundante de M. spinacidermis da África do Sul; M. obscura, sp. nov., assemelha-se mais a M. spinacidermis do Atlântico Sul oriental em esqueleto dérmico, coloração e tamanho. Malacoraja é monofilético devido à sua espinulação e apêndices rostrais conspícuos e é aparentemente composta por dois grupos de espécies, um para M. obscura e M. spinacidermis e outro para M. kreffti e M. senta, porém a elucidação das relações filogenéticas entre as espécies necessita de mais informações anatômicas, principalmente das duas últimas espécies.