Πειραματική διερεύνηση ροής σε αγωγού υποκρίσιμης κλίσης με τεχνητά στοιχεία βλάστησης

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων

Angiomyolipoma of the Thoracic Wall: An Extremely Rare Diagnostic Challenge

Extrarenal angiomyolipoma (AML) is an extremely uncommon lesion, accounting for less than 9% of all angiomyolipomas. We present a previously unreported case of a rarely located gigantic extrarenal angiomyolipoma at the posterolateral chest wall of a 35-year-old woman. Clinically, the lesion had all the characteristics of a benign tumor, being soft in palpation, painless, and growing in size in a slow rate. Histologically, the lesion consisted of convoluted thick-walled blood vessels without an elastic layer, interlacing fascicles of smooth muscle, and mature adipose tissue, features consistent with an angiomyolipoma. The mass was surgically removed, without any postoperative complications, and the patient has an uneventful postoperative course. Signs of local recurrence have not been observed. The purpose of this brief report is to point out the necessity of including angiomyolipoma in the differential diagnosis of adipose layer lesions

Πειραματική διερεύνηση ροής σε ανοιχτό αγωγό με μεγάλα στοιχεία τραχύτητας

115 σ.Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης βυθισμένων εμποδίων διαφορετικού σχήματος στη ροή ανοικτού αγωγού υπερκρίσιμης κλίσης. Ειδικότερα, διερευνάται ποια είναι η παράμετρος που επηρεάζει περισσότερο τη ροή οδηγώντας σε μεγαλύτερο βάθος ροής και τραχύτητα. Τα πειράματα διεξήχθησαν σε εργαστηριακή συσκευή στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η συσκευή απαρτίζεται από μία δεξαμενή τροφοδοσίας και έναν ορθογωνικό αγωγό πλάτους 25 cm. Ο αγωγός αποτελεί ομοίωμα τμήματος του ποταμού Διακονιάρη στην Πάτρα και συνίσταται από τρία τμήματα, εκ των οποίων το ανάντη και το κατάντη τμήμα έχουν κλίση 0.05 και το ενδιάμεσο, μήκους 355 cm, έχει κλίση 0.165. Στο μεσαίο τμήμα του αγωγού, τοποθετήθηκαν τέσσερις διαφορετικοί τύποι εμποδίων- στοιχείων τραχύτητας: ελάσματα με ημισφαίρια, ορθογώνια παραλληλεπίπεδα, κύλινδροι και άκαμπτες ράβδοι. Οι ράβδοι τοποθετήθηκαν σε δύο εναλλακτικές διατάξεις. Κάθε τύπος εμποδίου μελετήθηκε για παροχές 15, 30, 45 και 52.5 l/sec. Για κάθε πειραματική διάταξη, ελήφθησαν μετρήσεις με τη χρήση σταδίας των βαθών ροής στο ενδιάμεσο τμήμα του αγωγού. Τα βάθη ροής μετρήθηκαν σε δύο θέσεις της υδάτινης διατομής, στην παρειά και στο μέσον. Από αυτές τις μετρήσεις προέκυψε το προφίλ της ροής της κάθε διάταξης, το οποίο απεικονίζει το διάγραμμα θέσης και βάθους ροής. Στη συνέχεια, προσδιορίστηκε η θέση από την οποία και μετά η ροή του υπό μελέτη τμήματος του αγωγού θεωρείται προσεγγιστικά ομοιόμορφη και υπολογίστηκε το μέσο βάθος ροής. Κατόπιν, με υδραυλικούς υπολογισμούς προσδιορίστηκε ο συντελεστής τραχύτητας n του Manning για κάθε πειραματική διάταξη. Καταρτίστηκαν διαγράμματα n(Q) (τραχύτητας – παροχής), στα οποία αποτυπώνεται η αντίσταση στη ροή των εμποδίων και η συμπεριφορά τους σε σχέση με την αύξηση της παροχής. Στα διαγράμματα αυτά συμπεριλήφθησαν και δεδομένα από τη διπλωματική του Π. Βασιλάκου, ο οποίος πραγματοποίησε ανάλογα πειράματα στον αγωγό με διαφορετικά εμπόδια (ελάσματα, οδοντώσεις, κύβοι, ημισφαίρια). Από τα διαγράμματα αυτά εκτιμήθηκε ότι η τοποθέτηση εμποδίων συμβάλλει στην αύξηση του βάθους ροής και της τραχύτητας. Ακολούθησε η αναγωγή των βαθών ροής σε κλίμακα του πρωτότυπου αγωγού. Τέλος, μορφώθηκαν διαγράμματα με αδιάστατες παραμέτρους, οι οποίες εμπεριέχουν την τραχύτητα n, το συντελεστή τριβής f, την κλίση του αγωγού, την ανά μονάδα πλάτους παροχή και τα γεωμετρικά μεγέθη των εμποδίων και των διατάξεων. Συμπεριλήφθησαν δεδομένα και από άλλες εργασίες (Βασιλάκος, Herbich–Shulits, Χριστοδούλου-Παπαθανασιάδης). Τα συμπεράσματα της έρευνας συνοψίζονται ως εξής: 1. Προέκυψε ότι το ύψος και η επιφάνεια προβολής των εμποδίων στο μέτωπο της ροής συνδέονται με την τραχύτητα με ανάλογη σχέση, ενώ η επιφάνεια κατά μήκος της ροής με αντιστρόφως ανάλογη σχέση. 2. Επίσης, όσο πιο υδροδυναμικό είναι το σχήμα των εμποδίων, τόσο μικρότερη είναι η τραχύτητα του αγωγού. 3. Η ελάττωση των αποστάσεων μεταξύ των εμποδίων αυξάνει το συντελεστή Manning. Είναι πιθανό, ωστόσο, η ελάττωση αυτή πέραν κάποιας τιμής να μην οδηγεί σε μεγαλύτερο n. 4. Μεγαλύτερη κλίση του αγωγού στην υποκρίσιμη ροή οδηγεί σε αύξηση του n. Προτείνεται η περαιτέρω έρευνα επί της συγκεκριμένης συμπεριφοράς και στην υπερκρίσιμη ροή. 5. Ο συντελεστής τριβών f των Darcy-Weisbach συνδέεται με λογαριθμική σχέση με το λόγο yκ/h (κρίσιμο βάθος/ύψος εμποδίου) για κάθε τύπο εμποδίου.The aim of this diploma thesis is to study the effect of submerged elements of various forms on the flow of open channel of supercritical slope. Particularly, it is determined which factor mainly influences the flow, resulting in higher depth of flow and roughness. The experiments were conducted in the Laboratory of Applied Hydraulics of the National Technical University of Athens. The experimental set-up consists of a supply tank and a 25 cm wide rectangular flume. The flume is the model of part of Diakoniaris River in Patra and is divided in three parts: the upstream and downstream parts have a slope of 0.05 and the intermediate, which is 355 cm long, has a slope of 0.165. In the intermediate part of the flume, four different types of blocks-roughness elements were placed (blades with hemispheres, cuboids, cylinders and stiff bars). The bars were placed in two different arrangements. These configurations were tested for discharges 15, 30, 45 and 52.5 l/sec. In each arrangement, measurements of the depth of flow were taken, in the intermediate part of the flume, using a graded ruler. These depths were measured in two positions of the cross-section, one in the middle and one in the side. The flow profile, which is portrayed by flow depth versus position diagrams, was derived based on these measurements. The position downstream of which the flow is considered approximately uniform was determined using the aforementioned diagrams and the average depth of flow was calculated. Afterwards, by hydraulic calculations the Manning resistance coefficient n was found for each one of the arrangements. The n(Q) diagrams were plotted, that depict the resistance in flow and the behaviour of the blocks in relation to the increase of discharge. Data from the thesis of P. Vassilakos, who conducted similar experiments in the flume with different roughness elements (blades, baffle blocks, cubes, hemispheres), were also taken into consideration. Studying the diagrams it was deduced that the placement of the blocks contributes to the increase of the flow depth and roughness. Furthermore, the flow depth measurements were reduced in prototype flume scale. Concluding, diagrams with dimensionless parameters were plotted. These parameters contain roughness n, resistance coefficient f, flume’s slope, discharge q and the geometric characteristics of the blocks and arrangements. Data from other studies were also included (Vassilakos, Herbich-Shulits, Christodoulou- Papathanasiadis). The conclusions of the research are summarized as following: 1. The height and the projected surface of the blocks vertically to the flow are relative to roughness, while the surface along the flow is inversely relative. 2. The more hydrodynamic the shape of the blocks is, the smaller the roughness of the flume. 3. Decreasing the space between the blocks increases the Manning coefficient. It is possible though, decreasing it further than a value that will not result in higher n. 4. Steeper flume slope in subcritical flow results in higher n. It is suggested that a research on this effect for supercritical flow would be beneficial. 5. Darcy-Weisbach resistance coefficient f is related through a logarithmic function to the yκ/h ratio (critical depth/block height) for each type of block.Ελένη Κωστίδο

The role of oxidative stress at the early stages of atheromatosis. Interactions between monocytes and endothelial cells with extracellular matrix molecules

The interactions between monocytes and endothelial cells with the extracellular matrix play a key role at the early stages of atheromatosis, while oxidative stress is considered to be one of the main factors that contribute to the formation of the atheromatic lesion. In the present dissertation the effect of oxidative stress in the interactions between monocytes and endothelial cells with extracellular matrix molecules was studied in the scope of a general effort to understand the complex mechanism of atheromatosis. According to the results, monocytes derived from patients with diabetes mellitus type II carbonylated laminin-1 at a higher degree, while they also produced increased levels of reactive oxygen species (ROS) as compared to those from healthy volunteers, indicating that laminin carbonylation is possibly mediated by ROS. For the investigation of the biological role of carbonylation in the induction of atheromatosis, monocyte attachment and migration through basement membrane proteins, functions that are associated with the pathogenesis of the disease, were then studied. Our results indicated a modified interaction between monocytes and the basement membranes in diabetes mellitus. Specifically, our results showed that monocytes from type II diabetics attached at a higher degree to laminin-1 and collagen IV as compared to controls, which they attached at a higher degree to the oxidized forms of the above proteins as compared to the non-oxidized molecules. Attachment to laminin seemed to be mediated by the alpha2, alphaL and beta2 integrin subunits, which were found to be elevated in monocytes from type II diabetics. Furthermore, control monocytes migrated at a higher degree through nonoxidized laminin in relation to the oxidized molecule and as compared to monocytes from type II diabetics. Moreover, they migrated more through non-oxidized collagen IV in relation to the oxidized molecule and at a lower degree as compared to monocytes from type II diabetics. The results of the present study indicate that laminin oxidation affects the interactions between monocytes and endothelial cells. Our results showed that monocytes attached at a higher degree to the endothelial cells that were pre-attached to oxidized laminin as compared to those pre-attached to the non-oxidized molecule, with the involvement of the alphaΜ and beta2 integrin subunits. Moreover, the endothelial cells attached to oxidized laminin expressed higher levels of the adhesion molecule ICAM-1 as compared to those that were attached to the non-oxidized molecule. Based on the above, it seems that the endothelial cells after their attachment to oxidized laminin are activated, leading to increased ICAM-1 expression and subsequently inducing monocyte attachment through the integrin aΜb2. One of the main targets of the present study was to contribute to the enrichment of knowledge considered the mechanisms adopted from monocytes in response to high concentrations of either glucose or insulin. The induction of signaling pathways with the combined involvement of the signaling molecules PKC, ROS, NADPH oxidase, PI3K, Ca2+ and NHE-1 in monocytes exposed to either glucose or insulin are documented for the first time. According to our results, glucose and insulin increased O2 - and H2O2 production as well as monocyte induced laminin-1 and collagen IV carbonylation. In conclusion, the results of the present dissertation indicate the key role of oxidative stress and of some signaling molecules in events associated with the pathogenesis of atheromatosis. The oxidation of ECM proteins, the expression of adhesion molecules, as well as the involvement of several signaling molecules in the mechanisms studied contribute to a more complete understanding of the pathogenesis of atheromatosis.Οι αλληλεπιδράσεις των μονοκυττάρων και των ενδοθηλιακών κυττάρων με μόρια της εξωκυττάριας ουσίας διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στα πρώτα στάδια της αθηρωμάτωσης, ενώ το οξειδωτικό stress θεωρείται σήμερα ένας από τους κύριους παράγοντες σχηματισμού της αθηρωματικής πλάκας. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η επίδραση του οξειδωτικού stress στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μονοκυττάρων και των ενδοθηλιακών κυττάρων με μόρια της εξωκυττάριας ουσίας στα πλαίσια μιας γενικότερης προσπάθειας κατανόησης του πολύπλοκου μηχανισμού της αθηρωμάτωσης. Σύμφωνα με τα εξαγόμενα αποτελέσματα τα μονοκύτταρα που προήλθαν από ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ καρβονυλίωσαν περισσότερο τη λαμινίνη- 1 και παρήγαν αυξημένα ποσά δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) σε σχέση με τα μονοκύτταρα των υγιών δοτών, υποδεικνύοντας ότι πιθανότατα η καρβονυλίωση της λαμινίνης γίνεται μέσω ROS. Στα πλαίσια διερεύνησης του βιολογικού ρόλου της καρβονυλίωσης στην πρόκληση της αθηρωμάτωσης μελετήθηκε στη συνέχεια η προσκόλληση και η μετανάστευση μονοκυττάρων σε πρωτεΐνες των βασικών μεμβρανών, ιδιότητες που σχετίζονται με την παθογένεια της ασθένειας. Τα αποτελέσματά μας υπέδειξαν μια τροποποιημένη αλληλεπίδραση ανάμεσα στα μονοκύτταρα και τις βασικές μεμβράνες στο σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ. Πιο συγκεκριμένα, βρέθηκε ότι τα τύπου ΙΙ μονοκύτταρα των διαβητικών τύπου ΙΙ προσκολλήθηκαν περισσότερο στη λαμινίνη-1 και το κολλαγόνο IV σε σχέση με τα φυσιολογικά, τα οποία με τη σειρά τους προσκολλήθηκαν περισσότερο στις οξειδωμένες μορφές των παραπάνω πρωτεϊνών σε σχέση με τα μη οξειδωμένα μόρια. Τα γεγονότα προσκόλλησης στη λαμινίνη φάνηκε να μεσολαβούνται από τις alpha2, alphaL και beta2 υπομονάδες της ιντεγκρίνης οι οποίες βρέθηκε να είναι αυξημένες στα μονοκύτταρα των διαβητικών ασθενών τύπου ΙΙ. Παράλληλα βρέθηκε ότι τα μονοκύτταρα των υγιών ατόμων μετανάστευσαν περισσότερο διαμέσου της μη οξειδωμένης λαμινίνης σε σχέση με το οξειδωμένο μόριο και σε σχέση με τα μονοκύτταρα των διαβητικών. Επίσης μετανάστευσαν περισσότερο διαμέσου του μη οξειδωμένου κολλαγόνου IV σε σχέση με το οξειδωμένο μόριο και λιγότερο σε σχέση με τα μονοκύτταρα των διαβητικών τύπου ΙΙ. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης έδειξαν επίσης ότι η οξείδωση της λαμινίνης επηρεάζει και τις αλληλεπιδράσεις των μονοκυττάρων με τα ενδοθηλιακά κύτταρα. Βρέθηκε λοιπόν ότι τα μονοκύτταρα προσκολλήθηκαν περισσότερο στα ενδοθηλιακά κύτταρα που είχαν προσκολληθεί στην οξειδωμένη λαμινίνη σε σχέση με αυτά που προσκολλήθηκαν στο μη οξειδωμένο μόριο με τη συμμετοχή των alphaΜ και beta2 υπομονάδων της ιντεγκρίνης. Επίσης, τα ενδοθηλιακά κύτταρα που προσκολλήθηκαν σε οξειδωμένη λαμινίνη εκφράσανε αυξημένα επίπεδα του μορίου προσκόλλησης ICAM-1 σε σχέση με αυτά που προσκολλήθηκαν στο μη οξειδωμένο μόριο. Με βάση τα παραπάνω φαίνεται ότι τα ενδοθηλιακά κύτταρα μετά την προσκόλλησή τους στην οξειδωμένη λαμινίνη ενεργοποιούνται, οδηγώντας σε αυξημένη έκφραση του ICAM-1 και επάγοντας ακολούθως την προσκόλληση των μονοκυττάρων μέσω της αΜβ2 ιντεγκρίνης. Ένας από τους κύριους στόχους της παρούσας μελέτης είναι να συμβάλλει στον εμπλουτισμό της γνώσης των μηχανισμών που υιοθετούν τα μονοκύτταρα, ως απόκριση στην επίδραση υψηλών συγκεντρώσεων γλυκόζης ή ινσουλίνης. Η επαγωγή οδών μετάδοσης σήματος, με τη συνδυασμένη συμμετοχή των σηματοδοτικών μορίων PKC, ROS, NADPH οξειδάση, PI3K, Ca2+ και NHE-1 σε μονοκύτταρα που εκτίθενται γλυκόζη ή ινσουλίνη, αναφέρεται για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τόσο η γλυκόζη όσο και η ινσουλίνη αύξησαν την παραγωγή O2 - και H2O2 καθώς και την επαγόμενη από τα μονοκύτταρα καρβονυλίωση της λαμινίνης-1 και του κολλαγόνου IV. Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής υποδεικνύουν τον κεντρικό ρόλο που κατέχει το οξειδωτικό stress και ορισμένα σηματοδοτικά μόρια σε γεγονότα που σχετίζονται με την παθογένεια της αθηρωμάτωσης. Η οξείδωση των πρωτεϊνών της ECM, η έκφραση μορίων προσκόλλησης καθώς και η συμμετοχή ορισμένων σηματοδοτικών μορίων στους μηχανισμούς που μελετήθηκαν, συμβάλλουν στην πληρέστερη κατανόηση της παθογένειας της αθηρωμάτωσης