Effects of altered body weight and body fat content on performance, recovery response and locomotion asymmetry in the Icelandic horse

The objective of this thesis was to investigate the effects of altered body weight and body condition score on physiological response to exercise in terms of performance, recovery and locomotion asymmetry in Icelandic horses. Obesity is a commonly rising problem in modern horse management. Related health disorders include laminitis and even impaired locomotion. The Icelandic horse is considered an easy keeper, with low energy requirements. It is therefore prone to obesity. The study was in a change-over arrangement, where nine horses were submitted to two different forage-only feeding strategies, a high energy allowance (HA, 64 MJ ME/day) and a restricted energy allowance (RA, 32 MJ ME/day), for a 28-day adaptation period followed by a week of data collection. The horses were trained five times a week. For data collection, the horses performed a standardized exercise test (SET) and a simulated breed evaluation field test (BEFT) together with locomotion asymmetry analysis. Blood samples were collected together with measurements of rectal temperature, respiratory rate and heart rate. The main results were that horses adapted to the high energy allowance had significantly higher body weight, body condition score and fat percentage. Altered body weight and body condition score affected the physiological response to exercise. Horses adapted to HA had lower judges´ scores in a BEFT for total score, gallop and for form under rider. Horses adapted to RA had higher plasma lactate. The RA horses moreover had higher mean speed and maximum speed during a BEFT, thus able to perform under higher exercise intensity. In the SET and BEFT, RA horses had higher haematocrit. In both exercise test, the recovery pattern of respiratory rate and rectal temperature was altered, indicating a decreased capacity to cope with exercise for the HA horses. The horses adapted to HA had higher front limb asymmetry compared to RA horses. With all the results combined, it is concluded that horses with higher body weight and body condition score have a decreased performance capacity at high exercise intensities.Markmið þessa verkefnis var að rannsaka áhrif mismunandi holdastigs á frammistöðu, endurheimt og hreyfifræðilegt jafnvægi í íslenskum hestum. Offita hrossa er stórt vandamál og er tengd háu holdastigi og hefur í för með sér heilsufarsvandamál, svo sem efnaskiptavandamál, hófsperru og jafnvel hamlaða hreyfigetu. Íslenski hesturinn er talinn vera “easy keeper”, með lágar orkuþarfir til viðhalds og hefur því tilhneigingu til offituvandamála. Tilraun var framkvæmd á skipti formi, þar sem níu í tveimur hópum voru fóðruð á tvo mismuandi vegu, há-orku fóðrun (64 MJ ME/dag) og lág-orku fóðrun (32 MJ ME/dag), til að ná fram breytileika í holdastigi hópanna. Hrossin voru fóðruð í 28 dag í senn samhliða einni viku af gagnasöfnun. Hrossin voru þjálfuð fimm sinnum í viku. Fyrir söfnun gagna voru hrossin sett í tvenns konar frammistöðupróf, á hlaupabretti annars vegar og í eftirlíktri kynbótasýningu hins vegar. Einnig var hreyfifræðilegt jafnvægi mælt. Blóðsýni voru tekin, en einnig voru öndunartíðni og líkamshiti í endaþarmi mæld. Hross á há-orku fóðrun voru þyngri og í hærra holdastigi samanborið við hross á lág-orku fóðrun. Hross í hærra holdastigi hlutu marktækt lægri einkunnir fyrir stökk, fegurð í reið og í aðaleinkunn hæfileika í kynbótadómi samanborið við hross í lægra holdastigi. Hrossin í lægri holdastigi höfðu hærri mjólkursýru í blóðui eftir kynbótasýningu, en höfðu hærri meðalhraða og hámarkshraða í sýningunni. Þau gátu því unnið undir meira álagi en hross í hærra holdastigi. Ennfremur höfðu hross á lág-orku fóðrun hærra hlutfall rauðra blóðkorna í blóði. Í báðum hlaupaprófum var mynstur endurheimtar breytt milli mismunandi meðferða. Hestar í hærra holdastigi höfðu hærri öndunartíðni, en hærri líkamshita í kynbótasýningu, vegna aukins álags. Þetta bendir til þess að hross í hærra holdastigi gætu verið lengur að ná fullri endurheimt eftir þjálfun. Jafnframt höfðu hross í hærra holdastigi minna jafnvægi í hreyfingu, mælda í framfótum. Þegar niðurstöður eru dregnar saman er það ályktað að umfram líkamsþyngd og holdastig skerðir frammistöðu, breytir endurheimtarmynstri og minnkar jafnvægi í hreyfingum og þar sem getu til að framvæma vinnu undir hærra álagi, þ.e. skerðir möguleika hestsins að sýna sanna reiðhestshæfileika sína

Nocardiosis in immunocompromised host presenting as cellulitis

Neðst á síðunni er hægt að nálgast greinina í heild sinni með því að smella á hlekkinn Skoða/Opna(view/open)BACKGROUND: Nocardia is a rare pathogen of mainly immunocomprised patients. Only two cases of nocardiosis have previously been identified in Iceland. CASE DESCRIPTION: A 92-year-old male on glucocorticoid therapy with metastatic bladder cancer presented with two weeks history of progressive swelling and erythema of the hand and deteriorating cognitive functioning. A brain lesion and pulmonary nodules were identified and Nocardia farcinia was cultured from a hand abscess. The patient was initially treated with trimethoprim/sulfamethoxazole but because of rapid deterioration and old age an end-of-life decision was made. CONCLUSION: This case of nocardiosis illustrates the importance of uncommon opportunistic infections in immunocompromised Icelandic patients.Inngangur: Nókardía er baktería sem getur sýkt ónæmisbælda. Nókardíusýking í lungum er algengust en bakterían getur dreifst til fleiri líffæra. Sjúkratilfelli: 92 ára karl með þvagblöðrukrabbamein og á sterameðferð hafði tveggja vikna sögu um bólgu á hendi og vitrænar breytingar. Fyrirferð greindist í heila og hnútar í lungum en frá greftri úr hendi óx Nokardia farcinia. Sýkingin var meðhöndluð með sýklalyfjum en síðar veitt líknandi meðferð. Ályktun: Mikilvægt er að vera vakandi fyrir óvenjulegum sýkingum í ónæmisbældum einstaklingum á Íslandi

Dystonia

Neðst á síðunni er hægt að nálgast greinina í heild sinni með því að smella á hlekkinn View/OpenDystonia is defined as a syndrome of sustained involuntary muscle contractions, frequently causing twisting, repetitive movements and abnormal postures. Categorisation of the dystonia syndromes is variable and depends on etiology, age at onset, distribution of symptoms or genetic causes, reflecting the variability of the clinical spectrum of these diseases and the many underlying causes. The prevalence of the dystonias is largely unknown, as few epidemiological studies have been carried out and many of these have been service based rather than community based. This article reviews the phenomenology, pathophysiology, various etiologies and treatment of the dystonias.Orðið vöðvaspennutruflun (dystonia) er samheiti yfir truflun á vöðvaspennu af ýmsum orsökum. Einkennin eru fjölþætt og lýsa sér í tímabundnum eða viðvarandi vöðvasamdrætti, sem ýmist veldur síendurteknum hreyfingum eða vindingi á líkamspörtum. Samheitið vísar bæði til flokks taugasjúkdóma og til hreyfitruflunar af ákveðinni gerð. Vöðvaspennutruflanir eru flokkaðar eftir orsök (sjálfsprottnar - afleiddar), aldri við upphaf einkenna (snemmbúnar - síðbúnar), umfangi einkenna (staðbundnar - altækar) og erfðagöllum sem í vaxandi mæli hafa fundist meðal sjúklinga með sjálfsprottin einkenni. Sem dæmi um vöðvaspennutruflun má nefna hallinsvíra (spasmodic torticollis), skriftarkrampa (writer's cramps), hvarmakrampa (blepharospams), vöðvaspennutruflun í munni og kjálka (oromandibular dystonia) og altæka vöðvaspennutruflun (generalized dystonia). Fáar faraldsfræðilegar athuganir hafa verið gerðar á þessum sjúkdómum, en heildaralgengi sjálfsprottinnar vöðvaspennutruflunar hefur verið lýst á bilinu 6-33 á hverja 100.000 íbúa. Líklegt þykir þó að algengið sé hærra þar sem einkenni eru ekki alltaf greind sem slík. Margt er enn á huldu um orsakir vöðvaspennutruflunar sem kemur í flestum tilfellum án augljósrar ástæðu. Ljóst er þó að sum heilkennin eru arfgeng. Talið er að rekja megi einkennin til afhömlunar á taugafrumum vegna ofvirkni í dópamínvirkum taugafrumum í djúphnoðum heila (basal ganglia). Meðferð er oftast ófullnægjandi þótt staðbundnar innspýtingar bótúlíneiturs í yfirspennta vöðva hafi bætt ástand sjúklinga með staðbundin einkenni. Meðferð altækrar vöðvaspennutruflunar hefur hins vegar ekki verið árangursrík og er nauðsynlegt að þróa ný meðferðarúrræði

Multidrug resistant tuberculosis in Iceland - case series and review of the literature

Neðst á síðunni er hægt að nálgast greinina í heild sinni með því að smella á hlekkinn View/OpenBACKGROUND: Multidrug resistant tuberculosis (MDR-TB) is a growing health problem in the world. Treatment outcomes are poorer, duration longer and costs higher. We report three cases of MDR-TB diagnosed in Iceland in a six year period, 2003-8. CASE DESCRIPTIONS: The first case was a 23-year-old immigrant with a prior history of latent TB infection treated with isoniazid. He was admitted two years later with peritoneal MDR-TB. He was treated for 18 months and improved. The second case was a 23-year-old immigrant diagnosed with pulmonary MDR-TB after having dropped out of treatment in his country of origin. Clinical and microbiological response was achieved and two years of treatment were planned. The third case involved a 27-year-old asymptomatic woman diagnosed with MDR-TB on contact tracing, because of her brother's MDR-TB. 18 months of treatment were planned. CONCLUSIONS: Clustering of cases of MDR-TB in the last six years, accounting for almost 5% of all Icelandic TB cases in the period, suggests that an increase in incidence might be seen in Iceland in coming years. The infection poses a health risk to the patients and the general public as well as a financial burden on the health care system. Emphasis should be put on rapid diagnosis and correct treatment, together with appropriate immigration screening and contact tracing.Inngangur: Fjölónæmir berklar eru vaxandi vandamál í heiminum. Árangur meðferðar er verri, sjúkrahúslegur lengri og kostnaður hærri en við lyfnæma berkla. Hér er lýst þremur tilfellum fjölónæmra berkla sem greinst hafa á Íslandi síðastliðin sex ár, 2003-2008. Sjúkratilfelli: Fyrsta tilfellið var 23 ára innflytjandi frá Asíu sem lokið hafði fyrirbyggjandi meðferð vegna jákvæðs berklaprófs. Tveimur árum síðar lagðist hann inn með berkla í kviðarholi sem reyndust vera fjölónæmir. Hann lauk 18 mánaða meðferð og læknaðist. Annað tilfellið var 23 ára maður sem lagðist inn vegna fjölónæmra lungnaberkla. Hann hafði áður fengið meðferð í heimalandi sínu í A-Evrópu en ekki lokið henni. Hann lá inni í sjö mánuði og náði bata en gert var ráð fyrir tveggja ára meðferð. Þriðja tilfellið var 27 ára einkennalaus kona sem greindist með fjölónæma lungnaberkla við rakningu smits vegna fjölónæmra berkla bróður. Fyrirhuguð var 18 mánaða meðferð. Ályktun: Á síðustu sex árum greindust þrjú tilfelli fjölónæmra berkla hér á landi sem er nálægt 5% allra berklatilfella á tímabilinu. Á 12 árum þar á undan greindist eitt tilfelli og gæti þetta bent til yfirvofandi fjölgunar. Fjölónæmir berklar eru alvarlegir, erfiðir og kostnaðarsamir í meðhöndlun. Mikilvægt er að standa vel að berklavörnum, sérstaklega skimun innflytjenda

Development and evaluation of computational methods for studies of chemical reactions

Methods for identifying the mechanism and estimating the rate of chemical reactions are presented and evaluated for a wide range of systems, using both classical and quantum mechanical description of the atomic nuclei. In the classical case, the minimum energy path (MEP) connecting two minima, that represent states of the system, is found. Energy maxima on the path correspond to first order saddle points on the energy surface and give an estimate for the activation energy of the transition. For quantum mechanical description of the atoms, the optimal tunneling path (OTP) is found. This path is equivalent to a first order saddle point on the action surface, referred to as an instanton, and can be used to calculate the rate of thermally assisted tunneling. In order to navigate on these surfaces, the energy and force acting on the atoms needs to be evaluated. Such calculations are typically carried out using computationally intensive electronic structure methods. It is, therefore, important to develop both reliable and efficient algorithms to navigate on these surfaces in an efficient way with as few evaluations of the energy and atomic forces as possible. The various methods presented in this work are extensions of the widely used nudged elastic band (NEB) method. In NEB, a trial path represented by a set of points is iteratively displaced towards a target path, an MEP or OTP. The path is displaced downhill on the surface along the directions perpendicular to the path and spring forces are used to keep discretization points evenly distributed along the path. To achieve this, an accurate estimate of the tangent to the path is needed in order to decompose the forces into perpendicular and parallel components. In the first part of this work, the computational efficiency of NEB calculations of MEPs for molecular reactions is addressed. There, excessive computational effort is often needed because the MEPs often include long segments with little or no change in the energy. Computational resources are therefore wasted on resolving irrelevant segments of the path. Moreover, a sparse distribution of points along the path may also yield an inaccurate estimate of the tangent. This can affect the efficiency of an NEB calculation and can even lead to non-convergence. Two NEB variants are presented to automatically focus the computational effort on the most important part of the MEP, i.e. the region around the highest energy maximum. In one of these methods, a loose convergence on the MEP is first obtained and then a new set of points is automatically distributed in the region of the energy barrier to improve the resolution around the energy maximum and hence improve the tangent estimate there. In the second method, an increased density of points is obtained in the critical region of the MEP by adaptively scaling the strength of the spring interaction according to the energy, making the springs stiffer in regions of higher energy. Experience will show which one of these two approaches will turn out to be optimal, or perhaps a combination of both. The computational effort when searching for saddle points can be reduced further by using a combination of NEB and an eigenvector-following (EF) method. In this approach, the points along the path are first converged loosely to the MEP. Then, information obtained from the NEB path and the point of maximum energy are used to automatically start an EF search to swiftly target the saddle point. These methods are applied to various chemical reactions and to a database of 121 molecular reactions. The methods have been implemented in the ORCA quantum chemistry software which is rapidly becoming the most widely used tool for electronic structure calculations in computational chemistry. In the second part of this work, the focus is on the quantum mechanical description of the atomic nuclei and identification of OTPs. An OTP traces out the same path on the action surface as an instanton and can therefore be used to estimate the tunneling rate. Calculations of OTPs are found to be more efficient than the typical search method used for instanton calculations. The main reason is that the distribution of system images along the OTP are controllable while the points accumulate near the endpoints in instanton calculations. Therefore, fewer images can be used to represent the path in OTP calculations compared to instanton calculations. In the first two parts, the electronic structure computations are carried out using density functional theory (DFT) as is now commonly done in computational chemistry. However, the selection of an appropriate level of theory for calculations of molecules and chemical reactions can be difficult. In this regard, a particularly interesting and challenging diamine cation is studied in the third part of this work. In this case, the existence of both a localized and delocalized electronic state has been inferred from experimental measurements. While, standard electronic structure methods, e.g. commonly used density functionals and the coupled cluster singles-doubles-(triples), method are unable to predict the existence of a localized electronic state. To shed light on this issue, which has turned into a controversy in the literature, and determine whether the localized state truly exists, high-level multireference wavefunction calculations of the energy surface are carried out and found to establish the existence of the localized state.Aðferðir til þess að finna hvarfgang og meta hraða efnahvarfa eru þróaðar og prófaðar á fjölbreytilegum kerfum, þar sem bæði klassísk og skammtafræðileg lýsing á atómkjörnum er notuð. Fyrir klassíska lýsingu á atómunum eru fundnir lágmarksorkuferlar sem tengja tvö orkulágmörk og samsvara stöðugum ástöndum kerfisins. Á slíkum ferli samsvarar orkuhámark fyrsta stigs söðulpunkti á orkuyfirborðinu og gefur mat á virkjunarorkunni fyrir hvarfið. En, fyrir skammtafræðilega lýsingu á atómunum er besti smugferillinn fundinn. Þessi ferill samsvarar fyrsta stigs söðulpunkti á verkunaryfirborðinu og er oft kenndur við snareindir. Út frá slíkum punkti er hægt að reikna hraða á varmaörvuðu smugi. Til þess að hægt sé að kanna slík yfirborð og finna þessa ferla þarf að reikna orku og kraftinn sem verkar á atómin. Slíkir reikningar fela yfirleitt í sér þunga tölvuútreikninga. Því er afar mikilvægt að þróa aðferðir sem eru bæði nákvæmar og hagkvæmar að því leiti að sem fæsta orku og kraftareikninga þurfi til. Hinar ýmsu aferðir sem eru þróaðar hér eru útvíkkanir á hinni vel þekktu teygjubandsaðferð, NEB. Í þessari aðferð er ferill, sem er lýst sem safni af hnitum atómanna, færður í átt að lausnarferlinum, annað hvort lágmarksorkuferli eða besta smugferli, með ítrun. Hver punktur í þessari strjálu lýsingu á ferlinum er þá færður niður eftir yfirborðinu í stefnu hornétt á ferilinn og gormkraftar notaðir til þess að viðhalda jafndreifingu á punktunum eftir ferlinum. Þetta krefst þess að hafa nógu gott mat á snertlinum eftir ferlinum til þess að framkvæma vörpun á kröftunum í þverstæða og samsíða þætti. Í fyrsta hluta verksins er hagkvæmni teygjubandsaðferðarinnar fyrir reikninga á lágmarksorkuferlum fyrir sameindahvörf metin og betrumbætt. Raunin er að oft er þörf á að nota óþarflega mikla reiknigetu fyrir teygjubandsreikninga á slíkum hvörfum, þar sem orkan á lágmarksorkuferlinum breytist oft lítið sem ekkert á köflum. Þar af leiðandi er reikniafli sóað í að lýsa lítilvægum hluta ferilsins á sama tíma og upplausn ferilsins er ekki nægjanlega góð til að fá mat á snertilnum á mikilvægum hluta hans. Þetta getur haft mikil áhrif á kostnað teygjubandsreikninga og getur jafnvel orsakað það að samleitni náist ekki. Tvær breytingar á teygjubandsaðferðinni eru settar fram þar sem áhersla er lögð á mikilvægasta hluta lágmarksorkuferilsins, þ.e. þann hluta sem inniheldur hæsta orkuhámarkið. Í annarri aðferðinni er veikri samleitni á lágmarksorkuferlinum fyrst náð og síðan er nýju punktasafni sjálfvirkt dreift á svæði orkuhólsins til þess að bæta upplausnina á ferlinum í grennd við hámarkið. Í hinni aðferðinni er auknum þéttleika punkta náð á þessu mikilvæga svæði lágmarksorkuferilsins með skölun á styrkleika gormkraftsins samkvæmt orku kerfinsins á hverjum stað, þar sem gormarnir eru gerðir stífari á háorkusvæðum á meðan ítranirnar eru framkvæmdar. Reynslan mun sýna hvor aðferðin, eða mögulega samsetning beggja, er hagkvæmari. Með því að setja saman teygjubandsaðferðina og eiginvigrarakningu er dregið enn frekar úr reiknikostnaði þegar leitað er að söðulpunktum. Í þeirri aðferð er grófri samleitni á lágmarksorkuferlinum náð. Upplýsingum er síðan safnað af ferlinum, þ.m.t. punktinum með hæstu orkuna. Þessar upplýsingar eru sjálfvirkt notaðar til þess að byrja eiginvigrarakningu sem auðveldlega nær samleitni á söðulpunktinn sem svarar til viðkomandi efnahvarfs. Aðferðirnar eru notaðar á ýmis efnahvörf og á gagnasafn sem inniheldur 121 sameindahvörf. Aðferðirnar hafa verið innleiddar í ORCA skammtaefnafræði hugbúnaðinum sem nýtur ört vaxandi vinsælda og er á góðri leið með að verða útbreiddasti hugbúnaður í heimi fyrir rafeindastrúkturreikninga í efnafræði. Í öðrum hluta verksins er lögð áhersla á skammtafræðilega lýsingu atómanna og leit að bestu smugferlum. Besti smugferill fylgir sömu leið og snareind á verkunaryfirborðinu og því er hægt að hann til þess að reikna út skammtafræðilegan smughraða efnahvarfa. Reikningar á bestu smugferlum eru hagkvæmari en hefðbundna leitaraðferðin sem notuð hefur verið til þess að finna snareindir. Aðal ástæðan fyrir þessari auknu hagkvæmi er sú að það er hægt að stjórna dreifingu punktanna á ferlinum í leitinni að besta smugferlinum, á meðan flestir punktarnir enda í grennd við endapunktana í snareindareikningum. Því er hægt að nota færri punkta til að ná góðri upplausn á ferlinum í reikningum á bestu smugferlum í samanburði við snareindareikninga. Í fyrstu tveimur hlutum verksins er notast við þéttnifellafræði til að reikna rafeindastrúkturinn eins og almennt tíðkast nú í reikniefnafræði. Aftur á móti getur val á viðeigandi orkuyfirborði fyrir reikninga á sameindum og efnahvörfum oft reynst erfitt. Með þetta í huga er sérstaklega áhugaverð og erfið díamínkatjón skoðuð í þriðja hluta verksins. Tilraunamælingar á þessari sameind hafa verið túlkaðar þannig að bæði sé tilstaðar staðbundið og óstaðbundið rafeindaástand. Hefðbundnar rafeindastrúktúraðferðir sýna hins vegar ekki tilvist staðbundna rafeindnaástandsins, svo sem vinsæl rafeindaþéttleikafelli og jafnvel CCSD(T) aðferðin. Nákvæmir og flóknir fjölástands bylgjufallsreikningar (e. multireference wavefunction calculations) eru notaðir til að varpa ljósi á þetta misræmi á milli rafeindareikninga og tilrauna og skera úr um tilvist staðbundna rafeindaástandsins. Í samræmi við niðurstöður tilraunanna, spá þessir nákvæmari reikningar fyrir um tilvist staðbundna ástandsins.Doctoral grant of the University of Iceland Research Fund, Icelandic Research Fun