Cardiovascular responses to cold exposure in untreated hypertension

Abstract Cold weather associates with higher cardiovascular morbidity and mortality in various climates. It is also known that exposure to a cold environment instantly activates sympathetic nervous system and elevates blood pressure (BP) in healthy individuals. Hypertension can increase sympathetic reactivity and arterial stiffness, and could therefore exaggerate these cold-related changes. We implemented an experimental study to assess cardiovascular responses to habitual type of cold exposure among subjects with untreated hypertension. We selected a random sample of middle-aged men in the city of Oulu, Finland. The recruitment included home BP measurements. 51 untreated hypertensive men and 32 men without hypertension (controls) underwent 15 minutes whole-body cold exposure (temperature -10°C, wind speed 3m/s, winter clothing, standing). Brachial, central aortic, and continuous BP, as well as electrocardiography (ECG) were measured before (15 min), during (15 min), and after (20 min) the exposure. Skin temperature and thermal sensations were also assessed. The employed exposure increased central and brachial systolic (ca. 25 mmHg) and diastolic (ca. 10 mmHg) BP in both test groups. One fourth of men with mild to moderate hypertension had systolic BP exceeding 200 mmHg while exposed to cold. Small heart rate (HR) reduction was not enough to compensate for the elevated BP, and cardiac workload increased during cold exposure. Cardiac repolarization showed modest arrhythmogenic changes and frequency of ventricular ectopic beats increased slightly in cold conditions. Cold exposure also increased cardiac vagal baroreflex sensitivity in both test groups, whereas an estimate of vascular sympathetic activity increased only among controls. We also found an elevated systolic home BP variability to associate with higher cardiac workload and BP responses to cold. Moderate cold air exposure substantially increased BP but also activated cardiac vagal regulation among untreated hypertensive and non-hypertensive men. The BP level reached in cold conditions was considerably high in those with hypertension, and especially in those with both hypertension and higher home BP variability. These results are important to health care professionals who treat hypertensive patients. The importance of year-round BP control and proper protection from cold should not be underestimated.Tiivistelmä Kylmään säähän liittyvä verenkiertoelimistön sairauksien paheneminen on havaittu eri ilmastoissa. Tiedetään myös, että terveillä henkilöillä sympaattisen hermoston aktiivisuus ja verenpaine nousevat kylmässä ympäristössä. Kohonnut verenpaine eli hypertensio voi lisätä sympaattista reaktiivisuutta ja valtimojäykkyyttä sekä siten voimistaa verenkiertoelimistön kylmävasteita. Kokeellinen tutkimuksemme arvioi sydämen ja verisuoniston vasteita tavanomaiseen kylmäaltistukseen hoitamatonta hypertensiota sairastavilla henkilöillä. Tutkittavat olivat Oulun väestöstä satunnaisesti valittuja keski-ikäisiä miehiä, joilta määritettiin verenpaine kotimittauksilla. 51 hoitamatonta hypertensionta sairastavaa miestä ja 32 miestä, joilla ei ollut hypertensiota (verrokit), altistettiin 15 minuutin ajan kylmälle (lämpötila -10 °C, tuuli 3 m/s, talvivaatteet, seisten). Verenpainetta mitattiin olkavarresta, epäsuorasti sydämestä ja jatkuvana signaalina ennen altistusta (15 min), sen aikana (15 min) ja jälkeen (20 min). Samalla seurattiin sydämen sähköistä toimintaa, iholämpötiloja ja lämpötuntemuksia. Kylmäaltistus kohotti sekä sydämen että olkavarren ylä- (noin 25 mmHg) ja alapainetta (noin 10 mmHg) molemmissa tutkimusryhmissä. Neljäsosalla lievää tai kohtalaista hypertensiota sairastavista miehistä yläpaine kohosi yli 200 mmHg tasolle. Sykkeen lasku ei riittänyt tasapainottamaan kohonnutta verenpainetta ja sydämen työmäärä nousi. Sydämen rytmihäiriöherkkyys ja vastaavasti kammiolisälyöntien esiintymistiheys olivat myös hieman koholla altistuksen aikana. Kylmäaltistus kasvatti sydämen vagaalista barorefleksiherkkyyttä molemmissa ryhmissä. Verisuonten sympaattinen verenpainevaihtelu kasvoi vain verrokeilla. Sydämen työmäärä ja verenpaine kohosivat kylmässä enemmän heillä, joiden verenpaineen vaihtelu kotona oli korkeampi. Tavanomaista talvipäivää vastaava kylmäaltistus kohotti verenpainetta voimakkaasti, mutta myös aktivoi sydämen suojaavaa säätelyä sekä hoitamatonta hypertensiota sairastavilla että verrokeilla. Kylmässä saavutettu verenpainetaso oli merkittävä heillä, joilla oli hypertensio, ja erityisesti heillä, joilla oli sekä hypertensio että suurempi kotiverenpainevaihtelu. Tämä tutkimustieto on tärkeää hypertensiopotilaille sekä heitä hoitaville terveydenhuollon ammattilaisille. Tulokset korostavat ympärivuotisen verenpainekontrollin ja kylmältä suojautumisen tärkeyttä

Oxidative stress and cell adhesion in skin cancer

Abstract Skin is the largest organ in our body protecting us from ultraviolet radiation and xenobiotics. UV-radiation is a common cause of squamocellular carcinoma and melanoma of the skin that cause morbidity and mortality world wide. Reactive oxygen species are constantly formed by, for example, cellular respiration and UV-radiation, and they can readily react with virtually any macromolecule within cell structures causing damage to DNA, proteins and lipids. Oxidative stress (OS) is a homeostatic process that is dysregulated in cancer cells to their benefit. Nuclear factor erythroid-2-related factor 2 (Nrf2) is the main regulator of antioxidant response and it has been shown to be upregulated in various cancers enabling their survival and growth. By using immunohistochemistry we studied the change and prognostic significance of OS markers in melanoma from paraffin embedded patient samples. Nrf2 expression is increased in melanoma, associating with deeper invasion and a worse melanoma-specific outcome. In addition, epithelial-to-mesenchymal transition markers Slug, Twist and Zeb1 showed altered expression levels in relation to invasion and metastasis associating also with Nrf2. With the help of target inhibition molecules Vemurafenib and MEK-inhibitor CI-1040, In vitro study showed that BRAF- and NRAS-mutations might activate Nrf2. Furthermore, Nrf2-regulated antioxidant enzyme peroxiredoxin I showed decreased expression in malignant melanomas and metastases compared to benign naevi. Intriguing findings were made from the surrounding structures of melanomas e.g. loss of expression of an oxidative lesion marker 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine in adjacent endothelial cells associated with worse melanoma-specific survival. Changes in the expression of adhesion molecules claudins 1-5 and 7 were studied in the progression of cutaneous squamous cell carcinomas and preneoplastic lesions. Change in claudin composition can alter epidermal permeability and cell polarity. Efficiency of oncological treatment modalities is frequently based on oxidative stress damage. Nrf2-inhibition could offer the means to increase the sensitivity of cancerous tissue to oxidative insults and hinder proliferative and survival signalling. Later research should focus on the relation of Nrf2 with other signalling and observations made from the tumour microenvironment.Tiivistelmä Iho on elimistön suurin elin, ja se suojaa meitä auringon ultravioletti (UV)-säteilyltä ja muilta ulkoisilta tekijöiltä. UV-säteily on yhteinen etiologinen tekijä ihon levyepiteelikarsinoomalle ja melanoomalle, jotka aiheuttavat maailmanlaatuisesti paljon sairastavuutta ja kuolleisuutta. Reaktiivisia happiradikaaleja muodostuu esimerkiksi soluhengityksestä ja UV-säteilystä, ja ne voivat reagoida minkä tahansa makromolekyylin kanssa aiheuttaen vaurioita solun perimäainekseen, proteiineihin ja lipidirakenteisiin. Oksidatiivisen stressin (OS) säätely on tärkeä homeostaattinen prosessi, joka vinoutuu syöpäsolujen hyödyksi. Nuclear factor erythroid-2-related factor 2 (Nrf2) on antioksidanttivasteen pääsäätelytekijä, ja sen ilmentyminen on lisääntynyt useissa syövissä lisäten syöpäsolun selviytymistä ja kasvua. Tutkimme potilasaineiston ja immunohistokemian avulla OS:n merkkiaineiden muutoksia melanoomassa ja niiden merkitsevyyttä taudin ennusteelle. Nrf2:n ilmentyminen on lisääntynyt melanoomassa liittyen syvempään invaasioon ja huonompaan tautispesifiseen ennusteeseen. Lisäksi epiteliaali-mesenkymaalitransition merkkiaineiden, Slug, Twist ja Zeb1 ekspression muutoksia havaittiin syvyyskasvun ja metastasoinnin yhteydessä assosioituen myös Nrf2 ilmentymiseen. In vitro- tutkimus osoitti spesifisten inhibiittoreiden avulla, että BRAF- ja NRAS-mutaatiot saattavat aktivoida Nrf2 melanoomassa. Myös Nrf2:n säätelemän entsyymin peroksiredoksiini I:n ilmentyminen on vähentynyt melanoomassa ja metastaaseissa verrattuna hyvänlaatuisiin pigmenttiluomiin. Merkittäviä muutoksia havaittiin myös melanoomaa ympäröivistä rakenteista, esimerkiksi OS:n vauriomarkkerin 8-hydroksi-2’-deoksiguanosiinin vähentynyt ilmentyminen endoteelisoluissa liittyi huonompaan tautispesifiseen ennusteeseen. Lisäksi tutkimme soluväliliitosproteiinien klaudiinien 1–5 sekä 7 ilmentymistä levyepiteelikarsinoomissa ja niiden esiasteissa. Klaudiinien muutokset voivat vaikuttaa ihon permeabiliteettiin ja solujen polarisaatioon. Onkologisten hoitomuotojen teho perustuu usein happiradikaalien aiheuttamiin vaurioihin. Nrf2-inhibitio voisi tarjota keinon lisätä syöpäkudoksen herkkyyttä näille vaurioille sekä estää syöpäsolun selviytymissignalointia. Tulevat tutkimukset tulisivat keskittyä Nrf2 signaloinnin ja muun solusignaloinnin välisiin suhteisiin sekä havaintoihin kasvaimen mikroympäristön muutoksista

Yhteistyö on ylivoimaa!:opettajien ja vanhempien kokemuksia kodin ja koulun välisestä yhteistyöstä eräillä Kajaanin kouluilla

Perusopetuslaki ja valtakunnallinen perusopetuksen opetussuunnitelma edellyttävät kouluja olemaan yhteistyössä kotien kanssa. Tutkimustietojen mukaan toimiva kodin ja koulun välinen yhteistyö vaikuttaa myönteisesti muun muassa lasten koulumenestykseen, asenteeseen, käyttäytymiseen ja itsetuntoon. Koulu on osa yhteiskuntaa, joten yhteiskunnassa tapahtuneet rakenteelliset ja kulttuuriset muutokset heijastuvat myös kouluihin ja asettavat kodin ja koulun väliselle yhteistyölle omat vaatimuksensa. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kodin ja koulun yhteistyötilannetta kolmen Kajaanin kaupungin alakoulun osalta lukuvuonna 2012–2013. Tarkoituksena oli saada selville opettajien ja vanhempien kokemuksia ja asenteita yhteistyöhön liittyen sekä verrata kohderyhmien tuloksia toisiinsa mahdollisuuksien mukaan. Toinen tavoite oli tutkia sitä, onko kokemuksissa ja asenteissa tapahtunut muutoksia viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana. Vertailututkimuksena käytettiin Maija Heikkisen ja Minna Hujasen vuonna 1993 tekemää pro gradu -tutkielmaa. Tutkimuksessa kartoitettiin yhteistyömuotoja ja niiden yleisyyttä ja käytännön järjestelyjä. Lisäksi selvitettiin yhteistyön kokemista, sen kehittämistä ja siihen asennoitumista vanhempien ja opettajien näkökulmasta. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös taustatekijöiden (opettajilla: sukupuoli, ikä, luokka-aste sekä opettajakokemus, vanhemmilla: koulutus, lasten lukumäärä sekä lomakkeen tuoneen lapsen sukupuoli, vuosiluokka ja ikäjärjestys) mahdollista vaikutusta näihin kokemuksiin ja asenteisiin. Tutkimus oli menetelmältään kvantitatiivinen. Tutkimukseen osallistui 19 opettajaa ja 122 huoltajaa. Aineisto kerättiin kyselylomakkeilla, joiden pohjana käytettiin Heikkisen ja Hujasen laatimia lomakkeita. Saimme niiden käyttöön luvan kyseisiltä henkilöiltä. Tutkimustuloksia analysoitiin SPSS-ohjelmalla käyttäen frekvenssejä, prosenttilukuja, keskiarvoja, korrelaatioita ja ristiintaulukointia. Kaikki vanhemmat ja opettajat kokivat yhteistyön hyödylliseksi, ja yhteistyön tehtäviä pidettiin tärkeinä. Koko koulun järjestämistä yhteistyötilaisuuksista yleisimpiä olivat juhlat. Luokkakohtaisista tilaisuuksista oli eniten järjestetty vanhempainiltoja. Yhteydenpitomuodoista tärkeimpinä sekä opettajat että vanhemmat pitivät koko koulun juhlaa, vanhempien, opettajan ja oppilaan välistä keskustelua, todistusta lukukauden lopussa sekä tekstiviestejä. Opettajat haluaisivat kehitettävän eniten eri alojen asiantuntijoiden sekä vanhempien pitämiä oppitunteja. 80 % opettajista arvioi yhteistyön vaativan vähintään tunnin kuukaudessa, jotta sitä voitaisiin tehokkaasti toteuttaa. Vanhemmista noin puolet oli valmiita käyttämään yhteistyöhön niin paljon aikaa. Heikkisen ja Hujasen tutkimukseen verrattuna merkittäviä muutoksia ei ollut tapahtunut muussa kuin yhteydenpitotavoissa. Teknologian kehittyminen on aiheuttanut sen, että puhelimen ja Internet-sovellusten käyttö yhteistyössä on lisääntynyt. Tutkimustulokset eivät ole yleistettävissä koskemaan kaikkia suomalaisia luokanopettajia ja vanhempia, sillä kohdejoukkona oli vain kolme yhden kaupungin alakoulua. Tutkimuksesta voi olla hyötyä kohdekouluille kotien kanssa käytävän yhteistyön kehittämisessä. Suurin hyöty tutkimuksesta on todennäköisesti tekijöille itselleen tulevaisuuden ammattia varten

Arctic innovation hubs:opportunities for regional co-operation and collaboration in Oulu, Luleå, and Tromsø

Abstract Interest in Arctic issues has been growing in recent years. From an economic perspective, the Barents Region is of significant interest due to substantial investment projects. The European Union has strengthened its presence and influence in the region, playing a role in combatting climate change and optimizing opportunities for northern economic activity. Simultaneously, there have been intentions to narrow the gap between public policy and the private sector to more efficiently exploit business opportunities in the North. Promoting the Arctic’s potential for business development and building stronger co-operation between the region’s actors are among the recent activities in Arctic development. Innovation hubs generate new businesses from ideas and innovations. They operate in global networks by creating added value and attracting more investment capital and talent. This article explores innovation hubs in three regions in Northern Europe—Oulu (Finland), Luleå (Sweden), and Tromsø (Norway). The article examines, through an innovation hub framework, what kind of business development activities are generating growth in these innovation hubs, and what the differences are between these regions. This article discusses whether it is beneficial to have similar innovation service structures in every region, or if connected Arctic innovation hubs that strengthen Arctic co-operation is a better approach. More intensive co-operation between Arctic actors is most likely to require specific actions

Hyvinvointia mukautuvalla ja älykkäällä valaistuksella kouluihin ja työympäristöihin

Tiivistelmä Sirkadiaaninen valaistus lisää hyvinvointia tiloissa, joissa päivänvalon saatavuus on rajoittunut. Arkkitehtonisen valaistussuunnittelun keinoilla voidaan vaikuttaa kokemukseen moniulotteisesti. Mukautuvan ja älykkään valaistuksen hyvinvointivaikutuksia tutkittiin muun muassa Rantaroustin koulussa Tyrnävällä sekä Pyhäsalmen kaivoksen maanalaisissa työympäristöissä

Cardiovascular responses to dynamic and static upper-body exercise in a cold environment in coronary artery disease patients

Purpose Upper-body exercise performed in a cold environment may increase cardiovascular strain, which could be detrimental to patients with coronary artery disease (CAD). This study compared cardiovascular responses of CAD patients during graded upper-body dynamic and static exercise in cold and neutral environments. Methods 20 patients with stable CAD performed 30 min of progressive dynamic (light, moderate, and heavy rating of perceived exertion) and static (10, 15, 20, 25 and 30% of maximal voluntary contraction) upper body exercise in cold (− 15 °C) and neutral (+ 22 °C) environments. Heart rate (HR), blood pressure (BP) and electrocardiographic (ECG) responses were recorded and rate pressure product (RPP) calculated. Results Dynamic-graded upper-body exercise in the cold increased HR by 2.3–4.8% (p = 0.002–0.040), MAP by 3.9–5.9% (p = 0.038–0.454) and RPP by 18.1–24.4% (p = 0.002–0.020) when compared to the neutral environment. Static graded upper-body exercise in the cold resulted in higher MAP (6.3–9.1%; p = 0.000–0.014), lower HR (4.1–7.2%; p = 0.009–0.033), but unaltered RPP compared to a neutral environment. Heavy dynamic exercise resulted in ST depression that was not related to temperature. Otherwise, ECG was largely unaltered during exercise in either thermal condition. Conclusions Dynamic- and static-graded upper-body exercise in the cold involves higher cardiovascular strain compared with a neutral environment among patients with stable CAD. However, no marked changes in electric cardiac function were observed. The results support the use of upper-body exercise in the cold in patients with stable CAD.peerReviewe

The effects of submaximal exercise and cold exposure on blood coagulation parameters in coronary artery disease patients

Abstract Background: Both exercise and cold exposure increase blood coagulation potential but their combined effects are not known. The purpose of the present study was to assess blood coagulation factors in response to submaximal exercise in the cold environment among patients with stable coronary artery disease (CAD). Methods: Sixteen men (61.1 ± 7.1 years) with stable CAD participated in three 30-min experimental conditions (seated rest in − 15 °C and exercise in both + 22 °C and − 15 °C) in random order. The employed exercise consisted of brisk walking (66–69% of maximal heart rate). Factor VII (FVII), fibrinogen, D-dimer and von Willebrand factor (vWF) were analyzed from blood samples obtained before, immediately and one hour after each experiment. Results: On average, FVII activity (95% confidence interval, CI) was 123 (108–143) %, 123 (106–140) %, 121 (103–139) % (baseline, recovery 1, recovery 2), fibrinogen concentration (95% CI) 3.81 (3.49–4.12) g/l, 3.71 (3.34–4.08) g/l, 3.65 (3.26–4.05) g/l, D-dimer concentration (95% CI) 0.42 (0.28–0.56) µg/ml, 0.42 (0.29-.55) µg/ml and 0.39 (0.29–0.49) µg/ml, and vWF activity (95% CI) 184 (135–232) %, 170 (128–212) % and 173 (129–217) % after exercise in the cold. Average FVII activity varied from 122 to 123%, fibrinogen concentration from 3.71 to 3.75 g/l, D-dimer concentration from 0.35 to 0.51 µg/ml and von Willebrand factor activity from 168 to 175% immediately after each three experimental condition. Conclusions: Our findings suggest that submaximal lower body exercise carried out in a cold environment does not significantly affect blood coagulation parameters among patients with stable CAD

Cardiovascular responses to dynamic and static upper-body exercise in a cold environment in coronary artery disease patients

Abstract Purpose: Upper-body exercise performed in a cold environment may increase cardiovascular strain, which could be detrimental to patients with coronary artery disease (CAD). This study compared cardiovascular responses of CAD patients during graded upper-body dynamic and static exercise in cold and neutral environments. Methods: 20 patients with stable CAD performed 30 min of progressive dynamic (light, moderate, and heavy rating of perceived exertion) and static (10, 15, 20, 25 and 30% of maximal voluntary contraction) upper body exercise in cold (− 15 °C) and neutral (+ 22 °C) environments. Heart rate (HR), blood pressure (BP) and electrocardiographic (ECG) responses were recorded and rate pressure product (RPP) calculated. Results: Dynamic-graded upper-body exercise in the cold increased HR by 2.3–4.8% (p = 0.002–0.040), MAP by 3.9–5.9% (p = 0.038–0.454) and RPP by 18.1–24.4% (p = 0.002–0.020) when compared to the neutral environment. Static graded upper-body exercise in the cold resulted in higher MAP (6.3–9.1%; p = 0.000–0.014), lower HR (4.1–7.2%; p = 0.009–0.033), but unaltered RPP compared to a neutral environment. Heavy dynamic exercise resulted in ST depression that was not related to temperature. Otherwise, ECG was largely unaltered during exercise in either thermal condition. Conclusions: Dynamic- and static-graded upper-body exercise in the cold involves higher cardiovascular strain compared with a neutral environment among patients with stable CAD. However, no marked changes in electric cardiac function were observed. The results support the use of upper-body exercise in the cold in patients with stable CAD. Trial registration: Clinical trial registration NCT02855905 August 2016

Good safety practice in a randomized controlled trial (CadColdEx) involving increased cardiac workload in patients with coronary artery disease

Abstract Background: Methodological information acknowledging safety of cardiac patients in controlled medical experiments are lacking. The descriptive report presents one good practice for considering safety in a randomized controlled study involving augmented cardiovascular strain among persons with coronary artery disease (CAD). Methods: The patients were pre-selected by a cardiologist according to strictly defined selection criteria. Further confirmation of eligibility included screening of health. In addition, assessments of physical capacity by a graded bicycle ergometer test were implemented and safety monitored by an exercise physiologist and medical doctor. In this context, an emergency simulation was also carried out. A total of 18 CAD patients each underwent four different experimental interventions where either temperature (+ 22 °C and − 15 °C) and the level of exercise (rest and brisk walking) were employed for 30 min in random order (72 experiments). Baseline (20 min) and follow-up (60 min) measurements were conducted resting at + 22 °C. ECG, and brachial blood pressure were measured and perceived exertion and symptoms of chest pain inquired throughout the experiments. An emergency nurse was responsible for the health monitoring and at least two persons followed the patient throughout the experiment. A medical doctor was available on call for consultation. The termination criteria followed the generally accepted international guidelines for exercise testing and were planned prior to the experiments. Results: The exercise test simulation revealed risks requiring changes in the study design and emergency response. The cardiovascular responses of the controlled trials were related to irregular HR, ST-depression or post-exercise hypotension. These were expected and the majority could be dealt on site by the research personnel and on call consultation. Only one patient was encouraged to seek for external health care consultation. Conclusions: Appropriate prospective design is a key to safe implementation of controlled studies involving cardiac patients and stimulation of cardiovascular function. This includes careful selection of participants, sufficient and knowledgeable staff, as well as identifying possible emergency situations and the required responses. Trial registration: ClinicalTrials ID: NCT02855905