The clinical trajectory of emerging bipolar disorder among the high-risk offspring of bipolar parents: current understanding and future considerations.

Relatively little is known about the onset of bipolar disorder, yet the early illness course is already associated with significant morbidity and mortality. Therefore, characterizing the bipolar illness trajectory is key to risk prediction and early intervention advancement. In this narrative review, we discuss key findings from prospective longitudinal studies of the high-risk offspring of bipolar parents and related meta-analyses that inform us about the clinical trajectory of emerging bipolar disorder. Challenges such as phenotypic and etiologic heterogeneity and the non-specificity of early symptoms and syndromes are highlighted. Implications of the findings for both research and clinical practice are discussed. Bipolar disorder in young people at familial risk does not typically onset with a hypomanic or manic episode. Rather the first activated episode is often preceded by years of impairing psychopathological states that vary over development and across emerging bipolar subtype. Taking heterogeneity into account and adopting a more comprehensive approach to diagnosis seems necessary to advance earlier identification and our understanding of the onset of bipolar disorder

The role of stress in heart failure – ground for sex specific pathophysiology

In the last hundred years modern society went through numerous changes in life style, dietary habits, work load, physical activity and other environmental factors. As a species we are not well adapted to new demands. Higher levels of stress hormones provoke various effects, especially gradual change in the sensitivity of adrenergic, glucocorticoid and insulin receptors. All these changes are mutually associated and they gradually lead to metabolic syndrome, obesity, diabetes, heart failure and other types of pathology depending on genetic makeup and environmental factors. The aim of this paper is to summarize current knowledge concerning the impact of stress on cardiac function. Whereas stress response is sex specific we would emphasize a potential difference in pathophysiology of ischemic heart failure in men and women. Modern medicine has misinterpreted autonomous nervous system functions for years and this was reflected in heart failure (HF) and arterial hypertension therapy. Stress before the onset of menopause has a lesser effect on cardiac function compared to stress after menopause. Postmenopausal women have a significantly higher risk of heart disease, which is related to the diminished protection of the female hormonal cycle, but low doses of estrogen have not proven protective in postmenopausal women. Potential new targets of sexspecific cardiac therapy would come from better understanding of the molecular mechanisms exerted by nuclear receptors for steroid hormones, transcription factors involved in heart remodeling, cross-talk in adrenergic signaling pathways and their down-stream molecules. Keywords: heart failure, stress, adrenergic receptors, sex specific.За останнє століття сучасне суспільство зазнало багаточисельних змін у способі життя (звичках, харчуванні, навантаженнях, фізичній активності), а також під впливом чинників довкілля. Як біологічний вид ми не дуже добре адаптувалися до нових умов. Вищі рівні гормонів стресу спричиняють різні ефекти, поступово змінюється чутливість адренергічних, глюкокортикоїдних і інсулінових рецепторів. Усі ці зміни взаємопов’язані і залежно від генетичних і екологічних факторів призводять до таких метаболічних синдромів, як ожиріння, цукровий діабет, серцева недостатність тощо. Оскільки відповідь на стрес залежить і від статі, потрібно враховувати можливу різницю у патофізіології серцевої недостатності у чоловіків і жінок. Протягом багатьох років функції вегетативної нервової системи невірно трактувалися сучасною медициною, що відбилося на терапії серцевої недостатності і гіпертензії. Вплив стресу на серцеву функцію у перід до і після менопаузи різниться. У жінок у постменопаузі значно підвищується ризик серцево-судинних захворювань, який визначається зниженням захисної функції жіночого гормонального циклу. Глибше вивчення молекулярних механізмів дії ядерних рецепторів стероїдних гормонів, факторів транскрипції, які беруть участь у ремоделюванні серця, перехресних адренергічних сигнальних шляхів та їхніх ефекторних молекул призведе до постановки нових задач для гендер-специфічної терапії. Ключові слова: серцева недостатність, стрес, адренергічні рецептори, статева специфічність.За последнее столетие современное общество претерпело многочисленные изменения в образе жизни (привычках, способе питании, нагрузках, физической активности), а также под влиянием факторов окружающей среды. Как биологический вид мы не очень хорошо адаптировались к новым условиям. Более высокие уровни гормонов стресса приводят к различным эффектам, постепенно меняется чувствительность адренергических, глюкокортикоидных и инсулиновых рецепторов. Все эти изменения взаимосвязаны и в зависимости от генетической и экологических факторов приводят к таким метаболическим синдромам, как ожирение, сахарный диабет, сердечная недостаточность и др. Поскольку ответ на стресс зависит и от пола, нужно учитывать возможную разницу в патофизиологии сердечной недостаточности у мужчин и женщин. В течение многих лет функции вегетативной нервной системы неверно трактовались современной медициной, что отразилось на терапии сердечной недостаточности и гипертензии. Влияние стресса на сердечную функцию в период до и после менопаузы различается. У женщин в постменопаузе значительно повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний, определяемый снижением защитной функции женского гормонального цикла. Более углубленное изучение молекулярных механизмов действия ядерных рецепторов стероидных гормонов, факторов транскрипции, участвующих в ремоделировании сердца, перекрестных адренергических сигнальных путей и их эффекторных молекул приведет к постановке новых задач для гендер-специфической терапии. Ключевые слова: сердечная недостаточность, стресс, адренергические рецепторы, половая специфичность

Phosphorus recovery: a need for an integrated approach

Increasing cost of phosphate fertilizer, a scarcity of high quality phosphate rock (PR)and increasing surface water pollution are driving aneed to accelerate the recovery and re-use ofphosphorus (P) from various waste sectors. Options to recover P occur all along the open P cycle from mining to households to oceans. However, P recovery as a regional and global strategy towards P sustainability and future food, bio energy and water security is in its infancy because of a number of technological, socio-economic and institutional constraints. There is no single solution and resolving these constraints requires concerted collaboration betweenrelevant stakeholders and an integrated approach combiningsuccessful business models withsocio-economic and institutional change. We suggest that an operational framework is developed for fast tracking cost-effective recovery options

Atom Interferometry for Dark Contents of the Vacuum Searches

A cold atom interferometer is being developed using 85Rb atoms towards a search for the dark contents of the vacuum, and as a test stand for inertial sensing applications. Here we outline the current status of the experiment and report the observation of Ramsey interference fringes in the apparatus

The quest for the ganglioside functions; what did we learn more from «evo-devo» or signaling of long-term maintenance?

Gangliosides are characteristic extracellular-facing plasma membrane determinants in vertebrate brain. The four major gangliosides (GM1, GD1a, GD1b and GT1b) dominate among more than one hundred glycolipid structures in nervous tissue. During brain development the expression of simple gangliosides shifts toward more complex ones, accompanied by a multiple increase in their total amount. The shift is precisely regulated and some specific structures represent well established neurodevelopmental milestones. From the evolutionary perspective, the ganglioside content in fish and amphibian brain is significantly lower than in mammalian brain, but the general variability is greater. More-polar structures, abundant in Antarctic fishes, are rare in higher vertebrates or expressed only in a narrow developmental frame. Reptiles, birds and mammals share identical common structures expressed in similar patterns with minor interspecies differences. On the contrary, fish and amphibian brains show significant interspecies differences in amount, structure and expression patterns. The initial assumption of evolutionary studies was that the variations in lipid content, particularly the glycolipid content, during temperature adaptations in ectothermic and hibernating heterothermic animals, represent an efficient molecular mechanism of the membrane function preservation. Studies of ordered lipid domains in the last decade verified the ganglioside-mediated regulation of membrane proteins (receptor kinases, neurotransmitter receptors and ion channels) as well as receptor-ligand interaction important for cell signaling.Гангліозиди – характеристичні детермінанти, які локалізовані на зовнішній поверхні мембран клітин мозку хребетних. Чотири основних гангліозиди (GM1, GD1a, GD1b i GT1b) переважають серед сотень інших сполук гліколіпідів нервової тканини. У процесі розвитку мозку експресія простих гангліозидів зміщується у бік синтезу більш складних сполук, що супроводжується багаторазовим зростанням їхньої загальної кількості. Зміщення експресії – строго регульований процес, за якого поява деяких специфічних структур репрезентує добре відомі стадії розвитку нервової тканини. З точки зору еволюції вміст гангліозидів у мозку риб та амфібій значно нижчий, ніж у мозку ссавців, проте загальна їхня варіабельність суттєво вища. Більш полярні сполуки, які широко представлені у антарктичних риб, є рідкісними для ссавців або характерними для певного короткотривалого етапу онтогенезу. Плазуни, птахи і ссавці зберігають ідентичні спільні структури, що мають подібні патерни експресії з незначними міжвидовими відмінностями. Навпаки, для мозку риб та амфібій відзначено істотну міжвидову відмінність щодо кількості, структури та патерну експресії. Першочерговим припущенням еволюційного дослідження стало те, що варіації у вмісті ліпідів, зокрема гліколіпідів, під час температурної адаптації у холоднокровних і гетеротермних тварин, які впадають у сплячку, є високоефективним молекулярним механізмом захисту функціонування мембран. Вивчення впорядкованих доменів ліпідів за останнє десятиліття підтверджує гангліозид-опосередковану регуляцію мембранних білків (рецептори з кіназною активністю, рецептори нейротрансмітерів та іонні канали), так само як і взаємодію рецептор–ліганд, важливу для передачі позаклітинного сигналу.Ганглиозиды – характеристические детерминанты, локализованные на внешней поверхности мембран клеток мозга хребетных. Четыре основных ганглиозида (GM1, GD1a, GD1b и GT1b) преобладают среди сотень других соединений гликолипидов нервной ткани. В процессе развития мозга экспрессия простых ганглиозидов замещается синтезом более сложных соединений, что сопровождается многократным увеличением их общего количества. Смещение экспрессии – строго регулированный процесс, при котором появление некоторых специфических структур представляет хорошо известные стадии развития нервной ткани. Содержание ганглиозидов в мозге рыб и амфибий значительно ниже, чем в мозге млекопитающих, однако их общая вариабельность существенно выше. Более полярные соединения, широко представленные у антарктических рыб, являются редкими для млекопитающих или характерными для определенного кратковременного этапа онтогенеза. Пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие сохраняют общие идентичные структуры с подобными паттернами экспрессии, имеющими незначительные межвидовые отличия. Наоборот, для мозга рыб и амфибий отмечены существенные межвидовые отличия, касающиеся количества, структуры и паттерна экспрессии. Первоочередным предположением эволюционного исследования стало то, что вариации в содержании липидов, в частности гликолипидов, во время температурной адаптации у хладнокровных и гетеротермных животных, впадающих в спячку, являются высокоэффективным молекулярным механизмом защиты функционирования мембран. Изучение упорядоченных доменов липидов за последнее десятилетие подтверждает ганглиозид-опосредованную регуляцию мембранных белков (рецепторы с киназной активностью, рецепторы нейротрансмиттеров и ионные каналы), так же как и взаимодействие рецептор–лиганд, важное для передачи внеклеточного сигнала

Imaging Mass Spectrometry Detection of Gangliosides Species in the Mouse Brain following Transient Focal Cerebral Ischemia and Long-Term Recovery

Gangliosides, a member of the glycosphingolipid family, are heterogeneously expressed in biological membranes and are particularly enriched within the central nervous system. Gangliosides consist of mono- or poly-sialylated oligosaccharide chains of variable lengths attached to a ceramide unit and are found to be intimately involved in brain disease development. The purpose of this study is to examine the spatial profile of ganglioside species using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) imaging (IMS) following middle cerebral artery occlusion (MCAO) reperfusion injury in the mouse. IMS is a powerful method to not only discriminate gangliosides by their oligosaccharide components, but also by their carbon length within their sphingosine base. Mice were subjected to a 30 min unilateral MCAO followed by long-term survival (up to 28 days of reperfusion). Brain sections were sprayed with the matrix 5-Chloro-2-mercaptobenzothiazole, scanned and analyzed for a series of ganglioside molecules using an Applied Biosystems 4800 MALDI TOF/TOF. Traditional histological and immunofluorescence techniques were performed to assess brain tissue damage and verification of the expression of gangliosides of interest. Results revealed a unique anatomical profile of GM1, GD1 and GT1b (d18∶1, d20∶1 as well as other members of the glycosphingolipid family). There was marked variability in the ratio of expression between ipsilateral and contralateral cortices for the various detected ganglioside species following MCAO-reperfusion injury. Most interestingly, MCAO resulted in the transient induction of both GM2 and GM3 signals within the ipsilateral hemisphere; at the border of the infarcted tissue. Taken together, the data suggest that brain region specific expression of gangliosides, particularly with respect to hydrocarbon length, may play a role in neuronal responses to injury

Pathways and Management of Phosphorus in urban areas

Due to the finite nature of mineral phosphorus reserves, effective management of anthropogenic phosphorus flows is currently under investigation by the international research community. This article emphasizes the importance of urban phosphorus flows, which are often marginalized due to the greater magnitude of agricultural phosphorus flows. A study on phosphorus flows in Gothenburg, Sweden, points out the potential role of solid waste in nutrient management, as the amounts of phosphorus in solid waste and in wastewater were found to be equal. Importation of food commodities accounts for 50% of the total inflow of phosphorus, and food waste is a major contributor of phosphorus to solid waste. The results suggest that solid waste incineration residues represent a large underestimated sink of phosphorus. Focusing on wastewater as the sole source of recovered phosphorus is not sufficient. The Swedish national goal on phosphorus recycling, which is limited to sewage sludge, targets only a part of the total phosphorus flow that can potentially be recovered. In contrast to previous studies, agricultural flows in Gothenburg were marginal compared to flows related to the urban waste management infrastructure. We emphasize the need for debate on preferable routes for disposal of waste with a high phosphorus content. Both recovery potential and usefulness of the recovered product for agricultural purposes have to be considered. Impacts of five waste management strategies on phosphorus flows were evaluated: incineration of all the waste, comprehensive food waste separation, installation of kitchen grinders, urine diversion, and separation of blackwater and food waste

Diversity in Expression of Phosphorus (P) Responsive Genes in Cucumis melo L

Phosphorus (P) is a major limiting nutrient for plant growth in many soils. Studies in model species have identified genes involved in plant adaptations to low soil P availability. However, little information is available on the genetic bases of these adaptations in vegetable crops. In this respect, sequence data for melon now makes it possible to identify melon orthologues of candidate P responsive genes, and the expression of these genes can be used to explain the diversity in the root system adaptation to low P availability, recently observed in this species