Pathophysiology, risk, diagnosis, and management of venous thrombosis in space: where are we now?

The recent incidental discovery of an asymptomatic venous thrombosis (VT) in the internal jugular vein of an astronaut on the International Space Station prompted a necessary, immediate response from the space medicine community. The European Space Agency formed a topical team to review the pathophysiology, risk and clinical presentation of venous thrombosis and the evaluation of its prevention, diagnosis, mitigation, and management strategies in spaceflight. In this article, we discuss the findings of the ESA VT Topical Team over its 2-year term, report the key gaps as we see them in the above areas which are hindering understanding VT in space. We provide research recommendations in a stepwise manner that build upon existing resources, and highlight the initial steps required to enable further evaluation of this newly identified pertinent medical risk

Multifactorial Regulation of a Hox Target Gene

Hox proteins play fundamental roles in controlling morphogenetic diversity along the anterior–posterior body axis of animals by regulating distinct sets of target genes. Within their rather broad expression domains, individual Hox proteins control cell diversification and pattern formation and consequently target gene expression in a highly localized manner, sometimes even only in a single cell. To achieve this high-regulatory specificity, it has been postulated that Hox proteins co-operate with other transcription factors to activate or repress their target genes in a highly context-specific manner in vivo. However, only a few of these factors have been identified. Here, we analyze the regulation of the cell death gene reaper (rpr) by the Hox protein Deformed (Dfd) and suggest that local activation of rpr expression in the anterior part of the maxillary segment is achieved through a combinatorial interaction of Dfd with at least eight functionally diverse transcriptional regulators on a minimal enhancer. It follows that context-dependent combinations of Hox proteins and other transcription factors on small, modular Hox response elements (HREs) could be responsible for the proper spatio-temporal expression of Hox targets. Thus, a large number of transcription factors are likely to be directly involved in Hox target gene regulation in vivo

Therapeutic targeting of cathepsin C::from pathophysiology to treatment

Cathepsin C (CatC) is a highly conserved tetrameric lysosomal cysteine dipeptidyl aminopeptidase. The best characterized physiological function of CatC is the activation of pro-inflammatory granule-associated serine proteases. These proteases are synthesized as inactive zymogens containing an N-terminal pro-dipeptide, which maintains the zymogen in its inactive conformation and prevents premature activation, which is potentially toxic to the cell. The activation of serine protease zymogens occurs through cleavage of the N-terminal dipeptide by CatC during cell maturation in the bone marrow. In vivo data suggest that pharmacological inhibition of pro-inflammatory serine proteases would suppress or attenuate deleterious effects of inflammatory/auto-immune disorders mediated by these proteases. The pathological deficiency in CatC is associated with Papillon-Lefèvre syndrome. The patients however do not present marked immunodeficiency despite the absence of active serine proteases in immune defense cells. Hence, the transitory pharmacological blockade of CatC activity in the precursor cells of the bone marrow may represent an attractive therapeutic strategy to regulate activity of serine proteases in inflammatory and immunologic conditions. A variety of CatC inhibitors have been developed both by pharmaceutical companies and academic investigators, some of which are currently being employed and evaluated in preclinical/clinical trials

Eine Methode zur Simulation der Bewegung elektrisch geladener Elementarteilchen im Magnetfeld

Der Entwickler magnetischer Ablenk-, Führungs- oder Focussiersysteme muß die Einwirkung ihres Feldes auf einen Strahl elektrisch geladener Elementarteilchen und damit ihre Bahnen im Feld studieren. Er tut dies, um einerseits Aussagen über die Abbildungsfehler auf Projektionsschirmen machen zu können, andererseits aber auch um herauszufinden, wie er das Vakuumgefäß, durch das diese Teilchen fliegen, ausbilden muß, damit der Teilchenstrahl unter keinen Umständen die Gefäßwandungen tangiert. Bei diesen Untersuchungen ist es vorteilhaft, wenn sie aus praktischen Gründen ohne Vakuumgefäß und Teilchenquelle durchgeführt werden können. [...] Es sind zwei Verfahren bekannt, bei denen die Bahnen elektrisch geladener Teilchen in Magnetfeldern nach dem Ausmessen der Felder dieser Magnete mit den ermittelten Meßwerten berechnet werden. Ein Verfahren ist das Ray-Tracing-Verfahren$^{[40]}$. Grundlage der Teilchenbahnberechnung sind die sogenannten Feldkarten, die in verschiedenen Querschnittsflächen des zu untersuchenden Magneten aufgenommen werden, und die die in äquidistanten Abständen über die Querschnittsfläche gemessenen Induktionswerte enthalten. Bei einem anderen bekannten Verfahren$^{[38]}$ wird die räumliche Verteilung des Magnetfeldes mit einer Taylorreihe beschrieben. Zur Berechnung der Ablenkung und der Ablenkfehler von Elektronenstrahlen in 110$^\circ$ -Fernseh-Bildröhren veispielsweise werden die Terme der um die Feld-Symmetrieachse der Ablenkspule entwickelten Taylorreihe bis zur fünften Ordnung benutzt. Die Koeffizienten dieser Terme werden experimentell u.a.mit Hall-Feldsonden ermittelt. Bei dem neuen, in dieser Arbeit entwickelten Verfahren zur Teilchenbahnsimulation ist dagegen eine Vermessung des Magnetfeldes im gesamten Raum, durch den die geladenen Elementarteilchen fliegen können, nicht notwendig. Die magnetische Induktion wird während der Teilchenbahnsimulation nur in Punkten der Teilchenbahnkurve gemessen; ein Vorteil, der insbesondere bei der Simulation von wenigen Bahnkurvenzu einer Verringerung der Meßzeit führt. Wie auch das nebenstehende Ablaufschema veranschaulicht, wird aus dem im Aufpunkt PN gemessenen Vektor der magnetischen Induktion und dem Geschwindigkeitsvektor V$_{N}$ ein Vektor $\Delta \overrightarrow{v}_{N}$ bestimmt, der die Änderung des Geschwindigkeitsvektors zwischen zwei benachbarten Bahnpunkten angibt. Mit ihm wird der Geschwindigkeitsvektor des nächsten Bahnpunktes P$_{N+1}$, berechnet, und daraus die Koordinaten dieses auf ein dreidimensionales Koordinatensystem bezogenen Bahnpunktes. Mit einem vom Prozeßrechner steuerbaren Koordinatentisch, an dessen galgenförmigen Ausleger die Feld-Meßsonde befestigt ist, wird diese in den berechneten Bahnpunkt geschoben, und in der beschriebenen Weise der nächstfolgende Bahnpunkt bestimmt. Ausgehend vom Einschußort des Teilchens in das Magnetfeld, bewegt sich die Meßsonde auf der mitdem Prozeßrechner berechnten Bahn, die bei hinreichend kleinem Simulationsfehler die Bahn des Elementarteilchens darstellt. Die berechneten Koordinaten werden beispielsweise mit einem x-y-Schreiber in Diagramme eingetragen, die dann die Bahnkurve der sich im Magnetfeld bewegenden elektrisch geladenen Elementarteilchen im Grund-, Auf- oder Seitenriß darstellen

Entgegnung auf die Auslassungen des Herrn Dr. Ludimar Hermann, betreffend "die Blutgase in ihrer physikalischen und physiologischen Bedeutung"

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Measurement of transient magnetic fields and of eddy current time constants in TEXTOR

This report describes a measuring apparatus controlled by the PDP-11/40 process computer and used for measuring the transient magnetic fields in the Jülich TEXTOR tokamak machine. The measuring results were moreover used for numerical off-/ine computation of the amplitudes and time constants of the exponentially decaying fractions of the magnetic field which are caused by eddy currents in the meta/ parts of the machine. Six Hall field probes mounted an a rail-guided fest van were placed by computer command in 29 measuring positions evenly distributed an the machine periphery. The time-dependent vertical and radial components of the magnetic induction were alternatively measured in the horizontal and vertical direction using a Hall field probe in three equidistant measuring points lying on the cross-section surface of the toroidal vacuum vessel of the machine. Examples of the measuring results are presented in the last chapter of this report

Die Messung transienter Magnetfelder und der Wirbelstrom-Zeitkonstanten des Textor

This report describes measuring devices, data processing and numerical methods to measure and analyse transient magnetic fields in the Jülich TEXTOR tokamak. Six Hall-plates were mounted onto a smal car running on wooden rails which was automatically positioned into 29 different places by a PDP11/40 computer. In three equi distant points lying on the same cross section of the toroidal vacuum vessel of TEXTOR the vertical and radical component of the magnetic induction were measured by a Hall-plate. The results of this measurements were stored on-line in the PDP11/40 and prepared for subsequent further analysis. In off-line calculations the amplitudes and decay rates of the exponetially decaying part of the magnetic field were determined. This part is caused by eddy currents in the steel structure of TEXTOR. The reporta closes with a sample of the measuring results

Eine Ablenkeinrichtung für den Impulsbetrieb eines Bleispektrometers

Zum Betrieb von Bleispektrometern werden kurze Deuteronenimpulse benötigt, die in einem Target Neutronen erzeugen. Die in dieser Arbeit untersuchte und von den Verfassern gebaute Ablenkeinrichtung ermöglicht die kurzzeitige Ausblendung von Deuteronen, die als Impulspakete in Zeitabständen von 3 - 27 ms und mit einer Burstlänge von 20 $\mu$s in ein elektrostatisches Ablenksystem eintreten. Sie werden innerhalb von 250 ns über das Target gelenkt. Die zum Betrieb dieser Ablenkeinheit benötigte zeitlineare Ablenkspannungvon 5 kVss wird von einem neuartigen Trapezspannungsgenerator erzeugt. Im ersten Teil der Arbeit wird das dynamische Verhalten des mit einer zeitlinearen Spannung betriebenen elektrostatischen Ablenksystems untersucht. Die Untersuchung ergibt, daß die Abmessungen des im Institut für Reaktorentwicklung der KFA Jülich gebauten Ablenksystems keinen Einfluß auf die zeitlineare Ablenkung im Targetbereich ausüben. Die Berechnungsgrundlagen des Trapezspannungsgenerators werden im zweiten Teil der Veröffentlichung erarbeitet und die Arbeitsweise des Generators beschrieben. Der Generator zeichnet sich durch eine extrem geringe Leistungsaufnahme von nur etwa 15 W aus. Er wird aus einer 120 V Quelle betrieben. Die Arbeit schließt mit der Beschreibung der im Zentrallabor für Elektronik der KFA Jülich gebauten Ablenkapparatur

Die digitale Verarbeitung analoger Signale in Theorie und Praxis: Fortbildungsseminar Jülich, im April 1989

Mit dem Digitalen Signalprozessor, einem Kind jüngerer Entwicklungen auf dem Gebiet der Mikroelektronik, ist den Entwicklern und Anwendern analog arbeitender elektronischer Schaltungen die Möglichkeit gegeben worden, diese durch numerisch, in Echtzeit arbeitende Anordnungen mit sehr interessanten Eigenschaften zu ersetzen und durch solche mit bis jetzt noch nicht realisierbaren Eigenschaften zu ergänzen. Im Zentrallabor für Elektronik (ZEL) der KFA wurde im Frühjahr 1989 zu diesem Thema ein Fortbildungsseminar mit dem Titel "Die digitale Verarbeitung analoger Signale" veranstaltet, in dem Wissenschaftler und Ingenieure der KFA in zehn halbtägigen Vortragsveranstaltungen mit den theoretischen Grundlagen der Systemauslegung und in einem anschließenden Praktikum mit der praktischen Umsetzung der Erkenntnisse vertraut gemacht wurden. Die große Zahl von über 30 Teilnehmern dokumentiert ein breites Interesse an diesen neueren Methoden. Für die Unterstützung und die tatkräftige Mitwirkung bei diesem Seminar ist das ZEL Herrn Prof. Dr. U. Eckhart, Institut für Angewandte Mathematik der Universität Hamburg, Herrn Prof. W. Jansen von der Fachhochschule Aachen, Abteilung Jülich, und Herrn Dipl.Ing. F. Janssen vom Institut für Grenzflächenforschung und Vakuumphysik (IGV) der KFA sehr dankbar. Die vier Vortragenden des Seminars haben, ausgehend von der an sich allgemein bekannten Theorie der analogen Systeme, die in vertiefter Form geschlossen dargestellt wurde, über die seit mehreren Jahrzehnten ausgearbeitete Theorie für abgetastete Systeme, die in Praktikerkreisen aber allgemein noch nicht bekannt ist, die theoretischen Grundlagen dargestellt, die für den effektiven Umgang mit den neuen Methoden und der neuen Technik benötigt werden. Besonders interessant ist dabei nicht nur die Möglichkeit, bekannte analoge elektronische Schaltungen durch solche in numerischer Arbeitsweise zu ersetzen, sondern vor allem auch die, sogenannte mehrdimensionale Signale, wie sie beispielsweise in der Bildverarbeitung auftreten, optimal und in Echtzeit zu verarbeiten. Analog arbeitende elektronische Schaltungen enthalten passive Bauelemente, deren Eigenschaften durch die Natur in der Art ihrer Funktionsweise und der Stabilität der Bauelementeparameter bezüglich ihres Temperatur- und Zeitverhaltens festgelegt sind. Bei numerisch arbeitenden Signalverarbeitungssystemen gibt es diese Beschränkung nicht. Neue Schaltungen können entworfen werden, die aus "synthetischen Bauelementen" aufgebaut sind. Ihre Eigenschaften sind mathematisch formuliert und nicht von der Natur vorgegeben. Stabilitätsprobleme in solchen Schaltungen sind vorwiegend mathematischer Natur und erfordern bei ihrer Auslegung gute Kenntnisse der numerischen Mathematik. [...