Effects of antifolates - co-trimoxazole and pyrimethamine-sulfadoxine - on gametocytes in children with acute, symptomatic, uncomplicated, Plasmodium falciparum malaria

Antimalarial drugs including the antifolate, pyrimethamine-sulfadoxine (PS), can modulate the prevalence and intensities of gametocytaemia following treatment of acute malaria infections. They may also directly influence the transmission and spread of drug insensitivity. Little is known of the effects of co-trimoxazole (Co-T), another antifolate antimalarial, on gametocytes in children with acute malaria infections. We compared the effects of Co-T and PS on the prevalence and intensities of gametocytaemia and gametocyte sex ratios in 102 children aged 0.5-12 years presenting with acute and uncomplicated falciparum malaria. Compared to pre-treatment, both drugs significantly increased gametocyte carriage post-initiation of treatment. However, gametocyte carriage was significantly lower on day 14 in those treated with Co-T than PS. Significant increase in gametocytaemia with time occurred in PS - but not Co-T-treated children. Kaplan-Meier survival curve of the cumulative probability of remaining gametocyte-free in children who were agametocytaemic at enrolment showed that by day 7 of follow up, children treated with PS had a significantly higher propensity to have developed gametocytes than in Co-T-treated children (Log-rank statistic 5.35, df = 1, P = 0.02). Gametocyte sex ratio changes were similar following treatment with both drugs. PS and Co-T treatment of acute malaria infections in children from this endemic area is associated with significant increases in prevalence and intensities of gametocytaemia but these effects are more marked in those treated with PS than Co-T.

Effects of pyrimethamine-sulphadoxine, chloroquine plus chlorpheniramine, and amodiaquine plus pyrimethamine-sulphadoxine on gametocytes during and after treatment of acute, uncomplicated malaria in children

The effects of pyrimethamine-sulphadoxine (PS), chloroquine plus chlorpheniramine, a H1 receptor antagonist that reverses chloroquine resistance in Plasmodium falciparum in vitro and in vivo (CQCP), and amodiaquine plus pyrimethamine-sulphadoxine (AQPS) on gametocyte production were evaluated in 157 children with acute, symptomatic, uncomplicated falciparum malaria who were treated with these drugs. PS was significantly less effective than CQCP or AQPS at clearing asexual parasitaemia or other symptoms of malaria. Gametocyte carriage on days 3, 7, and 14 were significantly higher in those treated with PS. The ratio of the density (per µl blood) of peripheral young gametocyte (PYG), that is, < stage III to peripheral mature gametocyte (PMG), that is, stage IV and V, an index of continuing generation of gametocytes, rose to 1 by day 7 of treatment in those treated with PS, but remained consistently below 1 in the other treatment groups. PYG-PMG density ratio increased significantly from day 0-14 in those treated with PS and CQCP (chi2 = 76, P = 0.000001 and chi2 = 42.2, P = 0.00001, respectively) but decreased significantly in those treated with AQPS (chi2 = 53.2, P = 0.000001). Both PS-sensitive and -resistant infections generated PYG (18 of 29 vs 13 of 20, chi2 = 0.04, P = 0.93) but PYG was present only in those with resistant response to CQCP. Combination of PS with amodiaquine (AQ), that is, (AQPS) resulted in less production of PYG, but in this setting, PYG was not indicative of response to AQPS. These data indicate that PS enhanced production or release of young gametocytes when used alone, but generated less young gametocytes when used in combination with AQ. PYG may be used as an indicator of response to CQCP but not PS or PS-based combination drugs.

Enhancement of the antimalarial efficacy of amodiaquine by chlorpheniramine in vivo

Resistance in Plasmodium falciparum to amodiaquine (AQ) can be reversed in vitro with with antihistaminic and tricyclic antidepressant compounds, but its significance in vivo is unclear. The present report presents the enhancement of the antimalarial efficacy of AQ by chlorpheniramine, an H1 receptor antagonist that reverses chloroquine (CQ) resistance in vitro and enhances its efficacy in vivo, in five children who failed CQ and/or AQ treatment, and who were subsequently retreated and cured with a combination of AQ plus CP, despite the fact that parasites infecting the children harboured mutant pfcrtT76 and pfmdr1Y86 alleles associated with AQ resistance. This suggests a potential clinical appliation of the reversal phenomenon.

Some features of primary and recrudescent amodiaquine-resistant Plasmodium falciparum infections in Nigerian children

Characteristics of primary and recrudescent Plasmodium falciparum infections were evaluated in 25 children who did not recover after amodiaquine (AQ) treatment. Recrudescence was detected by a thick blood smear and confirmed by polymerase chain reaction. Over half of recrudescent events occurred after 14 days of initiation of treatment and were associated with relatively low asexual parasitaemia. We examined the gametocyte sex ratio (GSR) in these children and in age and gender-matched controls that had AQ-sensitive (AQ-S) infections (n = 50). In both AQ-S and AQ-resistant (AQ-R) infections, the GSR was female-biased pre-treatment and became male-biased by the third day after treatment initiation. However, gametocyte males persisted after this period in children with AQ-R infections. AQ-recrudescent infections are relatively low (25 of 612.4%) in children from this endemic area.

Plasmodium falciparum gametocyte carriage, emergence, clearance and population sex ratios in anaemic and non-anaemic malarious children

Anaemia in falciparum malaria is associated with an increased risk of gametocyte carriage, but its effects on transmission have not been extensively evaluated in malarious children. Plasmodium falciparum gametocyte carriage, emergence, clearance, population sex ratios (SR) (defined as the proportion of gametocytes that are male), inbreeding rates and temporal changes in SR were evaluated in 840 malarious children. Gametocyte carriage pre-treatment was at a level of 8.1%. Anaemia at enrolment was an independent risk factor for gametocyte carriage post-treatment. The emergence of gametocytes seven days post-treatment was significantly more frequent in anaemic children (7/106 vs. 10/696, p = 0.002). In the initially detected gametocytes, the proportion of children with a male-biased SR (MBSR) (> 0.5) was significantly higher in anaemic children (6/7 vs. 3/10, p = 0.027). Pre-treatment SR and estimated inbreeding rates (proportion of a mother's daughters fertilised by her sons) were similar in anaemic and non-anaemic children. Pre-treatment SR became more female-biased in non-anaemic children following treatment. However, in anaemic children, SR became male-biased. Anaemia was shown to significantly increase gametocyte emergence and may significantly alter the SR of emerging gametocytes. If MBSR is more infective to mosquitoes at low gametocytaemia, then these findings may have significant implications for malaria control efforts in endemic settings where malaria-associated anaemia is common.

Plasmodium falciparum gametocyte carriage, sex ratios and asexual parasite rates in Nigerian children before and after a treatment protocol policy change instituting the use of artemisinin-based combination therapies

The effects of artemisinin-based combination therapies (ACTs) on transmission of Plasmodium falciparum were evaluated after a policy change instituting the use of ACTs in an endemic area. P. falciparum gametocyte carriage, sex ratios and inbreeding rates were examined in 2,585 children at presentation with acute falciparum malaria during a 10-year period from 2001-2010. Asexual parasite rates were also evaluated from 2003-2010 in 10,615 children before and after the policy change. Gametocyte carriage declined significantly from 12.4% in 2001 to 3.6% in 2010 (@@χ² for trend = 44.3, p < 0.0001), but sex ratios and inbreeding rates remained unchanged. Additionally, overall parasite rates remained unchanged before and after the policy change (47.2% vs. 45.4%), but these rates declined significantly from 2003-2010 (@@χ² for trend 35.4, p < 0.0001). Chloroquine (CQ) and artemether-lumefantrine (AL) were used as prototype drugs before and after the policy change, respectively. AL significantly shortened the duration of male gametocyte carriage in individual patients after treatment began compared with CQ (log rank statistic = 7.92, p = 0.005). ACTs reduced the rate of gametocyte carriage in children with acute falciparum infections at presentation and shortened the duration of male gametocyte carriage after treatment. However, parasite population sex ratios, inbreeding rates and overall parasite rate were unaffected.

Effect of soil wetness on air composition and nitrous oxide emission in a loam soil

Selostus: Maan märkyyden vaikutus ilman koostumukseen ja dityppioksidiemissioon hiuemaassa

Responses of soil respiration and barley growth to modified supply of oxygen in the soil

Selostus: Maan hengityksen ja ohran kasvun reagointi hapensaannin muutoksiin maassa

Oxygen adsorption on Cu(510)

Tässä työssä on tutkittu kuparin (510)-askelpinnan reaktiivisuutta käyttäen apuna kvanttimekaanisia ab initio laskentamenetelmiä. Tutkimus on toteutettu laskemalla happiatomin adsorptioenergia ja tilatiheys erilaisissa potentiaalisissa adsorptiopaikoissa pinnalla. Myös happimolekyylin adsorptiota ja hajoamista ontarkasteltu laskemalla pintaa lähestyvälle molekyylille potentiaalienergiapintoja. Energiapintojen tuloksia on myös täydennetty kvanttimekaanisilla molekyylidynamiikkalaskuilla. Metallisia askelpintoja pidetään yleisesti sileitä pintoja reaktiivisempina happea kohtaan, johtuen askeleen reunan pienentävästä vaikutuksesta molekyylin hajoamisen tiellä olevaan energiavaliin. On kuitenkin olemassa myös tuloksia, jotka osoittavat hapen tarttumisprosessin olevan hallitseva juuri terassialueella, askeleen reunan sijasta. Tässä työssä on todettu hapen adsorboituvan Cu(510)-pinnalla tehokkaimmin juuri terassilla olevaan hollow-paikkaan. Myös adsorptioenergiat ovat tällä pinnalla pienempiä kuin sileällä (100)-pinnalla. Potentiaalienergiapintojen perusteella Cu(510)-pinnan todetaan myös olevan vähemmän reaktiivinen kuin askelpintojen yleisesti odotetaan olevan, vaikka askeleen reunan todetaankin pienentävän happiatominhajoamisen esteenä olevaa energiavallia.

Oxygen adsorption on Cu(211) and structurally and chemically modified Cu(100)

Kuparipinnan hapettuminen on viimevuosina ollut suosittu tutkimuskohde materiaalitieteissä kuparin laajan teollisuuskäytön vuoksi. Teollisuussovellusten, kuten suojaavien pintaoksidien kehittäminen vaatii kuitenkin syvällistä tuntemusta hapettumisprosessista ja toisaalta myös normaaliolosuhteissa materiaalissa esiintyvien hilavirheiden vaikutuksesta siihen. Tässä työssä keskitytäänkin tutkimaan juuri niitä mekanismeja, joilla erilaiset pintavirheet ja porrastettu pintarakenne vaikuttavathapen adsorptioprosessiin kuparipinnalla. Tutkimus on tehty käyttämällä laskennallisia menetelmiä sekä VASP- ja SIESTA-ohjelmistoja. Työssätutkittiin kemiallisia ja rakenteellisia virheitä Cu(100)-pinnalla, joka on reaktiivisin matalanMillerin indeksin pinta ja porrastetun pinnan tutkimuksessa käytettiin Cu(211)-pintaa, joka puolestaan on yksinkertainen, stabiili ja aiemmissa tutkimuksissa usein käytetty pintarakenne. Työssä tutkitut hilavirheet, adatomit, vähentävät molekyylin dissosiaatiota kuparipinnalla, kun taas vakanssit toimivat dissosiaation keskuksina. Kemiallisena epäpuhtautena käytetty hopeakerros ei estä kuparin hapettumista, sillä happi aiheuttaa mielenkiintoisen segregaatioilmiön, jossa hopeatyöntyy syvemmälle pinnassa jättäen kuparipinnan suojaamattomaksi. Porrastetulla pinnalla (100)-hollow on todennäköisin paikka molekyylin dissosiaatiolle, kun taas portaan bridge-paikka on suotuisin molekulaariselle adsorptiolle. Lisäksi kuparin steppipinnan todettiin olevan reaktiivisempi kuin tasaiset kuparipinnat.

Poisoning effect of s on pd surfaces

In this study we observe the poisoning effect of S to the adsorption and dissociation of 02 molecule on Pd surfaces. To perform this study we used Viennaab initio Simulation Package (VASP) and Spanish Initiative for Electronic structure with thousands of Atoms (SIESTA) ab initio softwares. To describe all Pd surfaces we selected the (100), and (211) surfaces, because we need very reactive and simple surfaces. Before studying the poison¬ing effect of S we had to study the dissociation of 02 on the surfaces. We discovered that on the (100) surface the hollow site is the most reactive site, but at room temperature the steric hinderace effect occurs very easily. If the molecule has enough vibrational energyit will dissociate. On the (211) surface the (100) micro facet's hollow site is the most reactive site and the molecule dissociates in the site without any barrier, and the molecule drifts from the terrace to this site. An S atom sticks on the Pd (100) surface in the hollow site. It affects the d-band density of states of the nearests Pd atoms; It moves the center of the d-band downin energy, when the bond between the Pd atom and the 0 atom is more antibonding. In the hollow site the S atom also blocks the dissociation site of the molecule. On the Pd(211) surface the energetically favourable site of the S atom is the(100) microfacet's hollow site. There it blocks the most reactive site, but its effect to the Pd atoms next to it is not significant.

Kineettinen tarkastelu keskisakeusalueella toimivalle happivaiheelle

Työn tavoitteena oli tarkastella keskisakeudessa toimivan happidelignifioinnin kinetiikkaa ja vertailla sitä olemassa olevien kineettisten tutkimuksien kanssa. Lisäksi tutkittiin kuinka happivaiheen suodos vaikuttaa delignifiointiasteeseen sekä selektiivisyyteen. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin happidelignifioinnin kineettisiin malleihin, jotka on kehitetty ennustamaan alkalin, paineen, lämpötilan ja ajan vaikutusta ligniinin poistumiselle sekä hiilihydraattiketjujen katkeilulle. Delignifioituminen on nopeaa ensimmäisen kymmenen minuutin aikana ja hidastuu jäännösdelignifiointivaiheessa. Laboratoriotutkimuksissa selvitettiin kuinka prosessimuuttujat vaikuttavat kappaluvun ja viskositeetin muutokseen. Tuloksia tarkasteltiin lineaarisella regressioanalyysillä, jonka avulla muuttujien vaikutukset saadaan selkeästi esille. Happivaiheen ensimmäisessä vaiheessa suurin vaikutus delignifiointiasteeseen sekä viskositeetin alenemiseen on alkaliannoksella. Pienillä hapen annostuksella saavutettiin hyvä selektiivisyys, suurillakin alkaliannoksilla. Lämpötilan vaikutus on lähes olematon, kun paine on pieni. Kun paine kasvaa, kasvaa myös lämpötilan vaikutus delignifiointiasteeseen. Hiilihydraattien depolymerisoituminen lisääntyy lämpötilan kasvaessa lähes lineaarisesti, riippumatta paineesta. Hyvä loppuselektiivisyys saavutetaan kun ensimmäisen vaiheen selektiivisyys on hyvä. Ensimmäisessä vaiheessa saavutettiin hyvä selektiivisyys, kun alkali ei pääse kulumaan loppuun eikä delignifioituminen jatku liian pitkälle. Toisessa vaiheessa selektiivisyys säilyy parhaiten, kun lisättävä alkaliannos on pieni. Lämpötila ja paine vaikuttavat alkaliannokseen verrattuna hyvin vähän loppuselektiivisyyteen.

Kerrosleijukattilan sekundääri-ilmansyöttöjärjestelmän kehittäminen

Työn tarkoituksena oli kehittää kerrosleijukattilan sekundääri-ilmansyöttöä. Työssä tutkittiin tulipesässä ilmasuihkujen käyttäytymiseen vaikuttavia tekijöitä sekä eri ilmansyöttömallien vaikutuksia tulipesäolosuhteisiin. Sekundääri- ja tertiääri-ilmasuihkujen tehtävänä on sekoittaa tulipesän kaasuja sekä tuoda happi leijupetin yläpuolelle haihtuneiden aineiden palamisen loppuun saattamiseksi. Kaasujen sekoittumiseen vaikuttavat ilmasuihkun ja ristivirtauksen liikemäärien suhde, suutinten koko ja sijoittelu toisiinsa nähden. Ilmasuihku saavuttaa paremman tunkeutuvuuden ja siten tehokkaamman sekoittumisen suuttimen koon kasvaessa. Lisäksi tunkeutuvuus paranee suutinten välisen etäisyyden sekä ilmasuihkun ja ristivirtauksen liikemäärien suhteen kasvaessa. Optimaalisen suutinten välisen etäisyyden osoitettiin riippuvan suuttimen ja tulipesän koosta sekä ilmasuihkun ja ristivirtauksen liikemäärien suhteesta. Saatujen tulosten mukaan sekundääri- ja tertiääri-ilmatasoilla tulee suosia suuria harvaan ja lomittain sijoitettuja suuttimia. Ilmansyöttömalleja tutkittiin numeerisesti mallintamalla, ja saatujen tulosten perusteella tehokkain sekoittuminen saavutettiin sijoittamalla sekundääri-ilmasuuttimet tulipesän kahdelle vastakkaiselle seinälle.