Nocturnal Changes in Knee Cartilage Thickness in Young Healthy Adults

Magnetic resonance imaging (MRI) allows one to analyze cartilage physiology in vivo. Cartilage deforms during loading, but little is known about its recovery after deformation. Here we study `nocturnal' changes in knee cartilage thickness and whether postexercise deformation differs between morning and evening. Axial magnetic resonance (MR) images were acquired in the right knees of 17 healthy volunteers (age 23.5 +/- 3.0 years) after a normal day, and then after 30 deep knee bends. Coronal images were additionally acquired in 8 of these volunteers after a normal day and then after 2 min of static loading of the leg with 150% body weight. The volunteers then remained unloaded overnight and the same protocol was repeated in the morning. A significant increase (p < 0.01) in cartilage thickness was observed between evening (preexercise) and morning (preexercise): +2.4% in the patella, +8.4% in the medial tibia and +6.2% in the lateral tibia. Deformation in the morning (-6.8/-4.6/-5.1%) was generally greater than that in the evening (-5.4/-3.2/-3.7%), but this difference did not reach statistical significance. No significant difference in the nocturnal thickness increase (or postexercise deformation) was observed between men and women. We conclude that knee cartilage (thickness) recovers overnight by approximately 2-8%, independent of sex. Given the lack of `predeformation' after nocturnal periods of unloading, morning postexercise deformation of the cartilage may have a greater magnitude than evening postexercise deformation. Copyright (C) 2012 S. Karger AG, Base

(Hoch-)Schule als Replikantenfabrik? Herrschaftsinstrument(e) zur Produktion, Reproduktion und Legitimation der gesellschaftlichen Ordnung

Die rund 240 Seiten umfassende Gemeinschaftsarbeit von Anna Wall und Johannes Hudelmaier beschäftigt sich mit aktuellen Veränderungen der Bildungssysteme und einer veränderten Bedeutung von Bildung. Johannes Hudelmaier und Anna Wall spannen für ihre Analysen einen weiten Bogen, der die Positionen von Karl Marx, Pierre Bourdieu und Michel Foucault umschließt. Das so bereitete Instrumentarium wenden sie auf das Feld „Schule“ und die aktuellen Bildungsreformen in der Hochschule an. Vor diesem Hintergrund formulieren sie eine scharfe Kritik an den gegenwärtigen bildungspolitischen Entwicklungen. Um es vorwegzunehmen, es handelt sich nicht um eine oberflächliche und wohlfeile Kritik, sondern um eine fundierte Auseinandersetzung. Die Arbeit ist in 24 Kapitel gegliedert, wobei mit „Kapitel“ alles gemeint ist, also auch Prolog und Literaturverzeichnis. Im Prolog wird geklärt, worauf sich der Titel der Arbeit bezieht: der Begriff „Replikant“ entstammt dem Film „Blade Runner“ und bezeichnet menschliche „Klone“, die alle menschlichen Eigenschaften außer der Empathiefähigkeit verkörpern. Frau Wall und Herr Hudelmaier sehen in diesem Science Fiction Film einen Spiegel aktueller gesellschaftlicher Entwicklungen, und der Replikant ist ihnen ein wichtiges Symbol hierfür. In der Einleitung erfolgt die nähere Begründung der Themenwahl: das zunehmende Zurückdrängen eines Verständnisses von Bildung als Selbstzweck zugunsten von gesellschaftlichen Verwertungsinteressen. Um diese These zu beleuchten, befassen sich die Autorin und der Autor der Arbeit zunächst mit Theorienangeboten, die dazu beitragen, die gesellschaftlich vermittelten Bildungsverhältnisse zu betrachten: Marx, Bourdieu und Foucault, um diese dann auf die beiden von ihnen bestimmten Anwendungsfelder zu beziehen: Schule und Hochschule. Zum Selbstverständnis ihrer Arbeit schreiben sie: „Die vorliegende Arbeit sieht sich ferner im Gestus einer radikalen Kritik: einer Kritik, die sich weder einem Ergebniszwang noch einem Zwang zur Formulierung konkreter, alternativer Handlungsanweisungen unterwirft, die sich darüberhinausgehend nicht darauf beschränkt, innerhalb eines politisch festgelegten Koordinatensystems Stellung zu beziehen und sich ebensowenig scheut, sich in Gegensatz zu diesem zu stellen.“ (S. 14) Im Teil „Theorie“ geht es im ersten Kapitel um Karl Marx. Dieser Teil wurde von Johannes Hudelmaier verfasst und fokussiert vor allem die Schrift „Das Kapital“. Eingehend diskutiert der Autor die zentralen Begriffe und Zusammenhänge der Marx’schen Theorie, wobei er die Bezüge zum Erkenntnisinteresse der Arbeit klar herausarbeitet. Aus der Perspektive der Marx’schen Theorie betrachtet, stellt sich Bildung vor allem als mehrwertorientierte Bildung dar, in der „Bildung, Forschung und Lehre zunehmend den Verwertungsinteressen des Kapitalismus unterworfen werden.“ (S. 32). Im Anschluss an Holger Schatz identifiziert Johannes Hudelmaier vor allem den Bologna Prozess als exemplarisch für die Verengung von Bildung auf arbeitsmarktbezogene Qualifikation. Das vierzig Seiten umfassende Kapitel zu Bourdieu ist von Anna Wall verfasst und beschäftigt sich mit zentralen Bestandteilen Bourdieu’scher Theorie: Frau Wall beginnt mit Ausführungen zum Bourdieu’schen Konzept der symbolischen Gewalt, weil es hier um die zentrale Frage der Akzeptanz eigentlich unerträglicher sozialer Verhältnisse geht. Zur Diskussion steht also die Verstrickung der Beherrschten an ihrer Beherrschung, denn diese ist entscheidend an der Aufrechterhaltung und Legitimation der bestehenden Ordnung beteiligt. In diesem Kontext also steht die symbolische Gewalt. In einem nächsten Schritt wird die entscheidende Modifizierung des Kapitalbegriffs durch Pierre Bourdieu vorgestellt, der wiederum mit den Begriffen „Sozialer Raum“ und „Soziales Feld“ sowie dem mit Bourdieu besonders eng assoziierten Begriff des „Habitus“ verbunden ist. Besonders letzterer wird aufgrund seiner großen Relevanz für das Erkenntnisinteresse der Arbeit intensiv diskutiert und mit anderen Themen in Beziehung gesetzt, vor allem der Sozialisation und der Entwicklung von Dispositionen. Nach dieser Fokussierung auf das Individuum nimmt Frau Wall Bourdieus Ausführungen zu Herrschaft, Macht und gesellschaftlicher Ordnung in den Blick. Das Kapitel schließt mit einer Betrachtung des Verhältnisses der Beherrschten an herrschenden Verhältnissen. Das fünfte, ebenfalls über vierzig Seiten umfassende Kapitel stammt wiederum von Johannes Hudelmaier. Es beginnt mit einer kurzen Kommentierung der Vielschichtigkeit und Diskontinuität des Foucault’schen Werkes und einer ersten Nennung der im weiteren Gang der Darstellung eine wichtige Rolle spielenden zentralen Begriffe. Der erste der eingehend erörterten Begriffe ist die Foucault’sche Fassung von Wissen, der wiederum eng mit dem foucauldianischen Verständnis von Macht zusammenhängt. Daran wird eine Präsentation des Diskursbegriffes angeschlossen, der im Theoriegebäude Foucaults eine besonders wichtige Rolle spielt. Dieser wiederum hängt zusammen mit Foucaults Verständnis von Dispositiv. Intensiv setzt sich Johannes Hudelmaier mit Foucaults Machtanalytik auseinander und grenzt den Machtbegriff von den benachbarten Begriffen Regierung und Herrschaft ab. In mehreren Unterkapiteln widmet sich der Verfasser wichtigen Facetten des Foucault’schen Machtbegriffs: mit dem Handlungsaspekt, dem Produktivitätsaspekt; dem Problem des Widerstands und der Repressivität von Macht. Subjektivierungsprozesse sind immer machtförmig, denn Subjekt meint nicht nur emphatisch das autonome Individuum, sondern auch das unterworfene. Von hier aus ist es kein großer Schritt mehr zur Erörterung von Fremd- und Selbstregierungsprozessen und -formen, für die Foucault den Begriff der Gouvernementalität geprägt hat. In den anschließenden Überlegungen, werden die Stränge der bisherigen Darstellung zusammengeführt, historisch vertieft und mit Foucaults Gesellschaftstypologie verbunden. Eine besonders wichtige Rolle spielen hierbei die Bezeichnungen Disziplinargesellschaft und in Weiterentwicklung dieser durch Gilles Deleuze die Bezeichnung Kontrollgesellschaft. Johannes Hudelmaier nimmt dies zum Anlass, um den Begriff des Neoliberalismus als eine mögliche Charakterisierung spätmoderner Gesellschaftsverhältnisse einzuführen. Im von beiden: der Autorin und dem Autor verfassten sechsten Kapitel werden die Theorieansätze zusammengeführt und vergleichend diskutiert. Ab S. 120 beginnt der zweite große Teil der Arbeit: die Anwendung auf spezifische Felder: Schule und Hochschule. Zunächst werden unter Kapitel 7 (Anna Wall) die Funktionen von Schule erläutert und mit den vorgestellten Theorien in Verbindung gebracht. Unter 7.2. „Qualifikationsfunktion“ wird beispielsweise der Begriff der Bildung nochmals auf den Bourdieu-Teil bezogen und als inkorporierte Akkumulation von Kulturkapital gefasst. Weitere wichtige Qualifikationsziele sind die Persönlichkeitsentwicklung und die Qualifikation für den Arbeitsmarkt. Die Frage nach der Legitimität spielt eine besonders wichtige Rolle, denn die schulischen Inhalte, an denen die Bildung der Schüler gemessen wird, brauchen eine entsprechende Fundierung. In diesem Zusammenhang ist das „Passungsverhältnis“ zwischen der schulischen und der Herkunftskultur anzuführen. Dies diskutiert Frau Wall unter den Stichworten homologer und bildungsferner Habitus. In Kapitel 8 nimmt Johannes Hudelmaier den schulischen Leistungsimperativ in den Blick und beleuchtet diverse zentrale Aspekte wie die Leistungsbeurteilung, die daraufhin orientierte spezifische Form schulischen Lernens, aber auch die Verknüpfung von Leistung mit sozialen Hierarchiebildungen. Die folgenden Kapitel zu symbolischer Gewalt im pädagogischen Feld sowie die Prüfung als zentraler Subjektivierungsmechanismus, Schule als Dispositiv und Reformpädagogik als Gouvernementale Strategie - alle Teile von Johannes Hudelmaier - zeigen den Ertrag der Verknüpfung von Theorie und Feld. Denn erst vor dem Hintergrund der im ersten Teil vorgestellten theoretischen Ansätze erhält die feldspezifische Analyse ihre Tiefe und Schärfe. Besonders hervorzuheben ist, dass sich das 13. Kapitel mit dem Konzept der Entfremdung auseinandersetzt und damit nochmals explizit die Brücke zu Marx schlägt. Damit wird deutlich, dass es sich bei dem Referat zum „Kapital“ nicht nur um die Vorgeschichte moderner Theorieentwürfe handelt, sondern um einen zentralen Baustein der Arbeit. Dies trifft ebenso auf den von Anna Wall verfassten Teil zu den Hochschulreformen zu. In Kapitel 14 befasst Anna Wall sich kritisch mit dem Bologna-Prozess und ordnet diesen in das politische Projekt der Europäischen Union ein. Dazu passt ihre Diskussion von PISA in Kapitel 15 als einem zentralen bildungspolitischen Instrument einer weiteren großen Internationalen Organisation – der OECD. Diese Maßnahmen und Programme relationiert sie in Kapitel 16 mit dem Neoliberalismus. Hier setzt sie sich sehr eingehend mit der veränderten Rolle des Staates auseinander, mit der Re-konstellierung von Politik und Ökonomie unter dem Primat des Ökonomischen, der wiederum für den neuen Imperativ der internationalen Wettbewerbsfähigkeit verantwortlich ist. In diesen Kontext ist die Konjunktur des bereits in der vergangenen Jahrhundertmitte geprägten Begriffs des Humankapitals einzuordnen. Auch das Lebenslange Lernen ebenso wie die Rede von der Wissensgesellschaft gliedert Anna Wall in diesen übergreifenden Zusammenhang ein. In den folgenden Kapiteln vertieft sie diese Zuordnung mit einer primär an Foucault orientierten Analyse. Kapitel 20 – auch dieses wurde von Frau Wall verfasst – bezieht die beiden Felder: Schule und Hochschule aufeinander, in dem als tertium comparationis das Thema Standard und Qualität als gemeinsamer Bezug definiert wird. Ein gemeinsam verfasstes Finale, in dem der Ertrag der Arbeit auf 30 Seiten nochmals zusammengefasst wird, vervollständigt die Schrift. In diesem nehmen sie die These der Arbeit nochmals auf, dass es sich bei den aktuellen Reformen um Anpassungen der „Ware Mensch“ an einen „entfesselten Kapitalismus“ handelt. Sie begründen ihre Argumentation und stellen als Fazit fest, dass die Mikrophysik der Macht, die feingliedrigen Regierungstechniken, die vielfältigen und gut aufeinander abgestimmten Instrumente so wirken, dass sie einen bestimmten Subjekttypus erzeugen sollen – entsprechend der gesellschaftlichen Erwartungen und Erfordernisse. Sicher bleibt dabei die Frage der Freiheit, obwohl angesprochen, so doch eher ausgeklammert; andererseits haben Wall und Hudelmaier an keiner Stelle ihrer Arbeit Absicht und Wirkung kurzgeschlossen

Thigh Muscle Cross-Sectional Areas and Strength in Advanced versus Early Painful Osteoarthritis – an Exploratory Between-Knee, Within-Person Comparison in Osteoarthritis Initiative Participants

OBJECTIVE: To compare cross-sectional and longitudinal side differences in thigh muscle anatomic cross-sectional areas (ACSAs), strength, and specific strength (strength/ACSA) between knees with early versus advanced painful radiographic osteoarthritis in the same person. METHODS: Forty-four of 2,678 Osteoarthritis Initiative participants (31 women and 13 men) met the inclusion criteria of bilateral frequent knee pain, medial joint space narrowing (JSN) in 1 knee, and no medial (or lateral) JSN in the contralateral knee. Thigh muscle ACSAs of the quadriceps, hamstrings, adductors, and individual quadriceps heads at consistent locations were determined using magnetic resonance imaging. Isometric muscle strength was determined in extension/flexion (Good Strength Chair). Baseline quadriceps ACSAs and strength were considered primary end points, and longitudinal changes of these factors were considered secondary end points (by paired t-tests). RESULTS: No significant side differences in quadriceps (or other thigh muscle) ACSAs, strength, or specific strength were observed between medial JSN knees versus knees without JSN, or between specific medial JSN knee strata and contralateral knees without JSN, either in men or women. Two-year longitudinal changes in thigh muscle ACSAs and strength were small (<5.2%) and did not differ significantly between medial JSN knees and knees without JSN. CONCLUSION: In the context of previous findings that side differences in pain are associated with side differences in quadriceps ACSAs, the current results suggest that quadriceps (and other thigh muscle) properties are not independently associated with radiographic disease status (JSN) once knees have reached frequent pain status. Further, our longitudinal findings indicate that a more advanced radiographic stage of knee osteoarthritis is not necessarily associated with a longitudinal decline in muscle function. Copyright 2013 by the American College of Rheumatolog

Side Differences of Thigh Muscle Cross-Sectional Areas and Maximal Isometric Muscle Force in Bilateral Knees with the Same Radiographic Disease Stage, but Unilateral Frequent Pain – Data from the Osteoarthritis Initiative

Objective To determine whether anatomical thigh muscle cross-sectional areas (MCSAs) and strength differ between osteoarthritis (OA) knees with frequent pain compared with contra-lateral knees without pain, and to examine the correlation between MCSAs and strength in painful vs painless knees. Methods Forty-eight subjects (31 women; 17 men; age 45–78 years) were drawn from 4,796 Osteoarthritis Initiative (OAI) participants, in whom both knees displayed the same radiographic stage (KLG2 or 3), one with frequent pain (most days of the month within the past 12 months) and the contra-lateral one without pain. Axial MR images were used to determine MCSAs of extensors, flexors and adductors at 35% femoral length (distal to proximal) and in two adjacent 5 mm images. Maximal isometric extensor and flexor forces were used as provided from the OAI database. Results Painful knees showed 5.2% lower extensor MCSAs (P = 0.00003; paired t-test), and 7.8% lower maximal extensor muscle forces (P = 0.003) than contra-lateral painless knees. There were no significant differences in flexor forces, or flexor and adductor MCSAs (P > 0.39). Correlations between force and MCSAs were similar in painful and painless OA knees (0.44 < r < 0.66). Conclusions Knees with frequent pain demonstrate lower MCSAs and force of the quadriceps (but not of other thigh muscles) compared with contra-lateral knees without knee pain with the same radiographic stage. Frequent pain does not appear to affect the correlations between MCSAs and strength in OA knees. The findings suggest that quadriceps strengthening exercise may be useful in treating symptomatic knee OA

The Impact of Exercise Training and Supplemental Oxygen on Peripheral Muscles in COPD: A Randomized Controlled Trial

Objective: Exercise training is a cornerstone of the treatment of COPD while the related inter-individual heterogeneity in skeletal muscle dysfunction and adaptations are not yet fully understood. We set out to investigate the effects of exercise training and supplemental oxygen on functional and structural peripheral muscle adaptation. Methods: In this prospective, randomized, controlled, double-blind study, 28 patients with non-hypoxemic COPD (FEV1 45.92 ± 9.06%) performed six-weeks of combined endurance and strength training, three times a week while breathing either supplemental oxygen or medical air. The impact on exercise capacity, muscle strength and quadriceps femoris muscle cross-sectional area (CSA), was assessed by maximal cardiopulmonary exercise testing, ten-repetition maximum strength test of knee extension, and magnetic resonance imaging, respectively. Results: After exercise training, patients demonstrated a significant increase of functional capacity, aerobic capacity, exercise tolerance, quadriceps muscle strength and bilateral CSA. Supplemental oxygen affected significantly the training impact on peak work rate when compared to medical air (+0.20 ± 0.03 vs +0.12 ± 0.03 Watt/kg, p = 0.047); a significant increase in CSA (+3.9 ± 1.3 cm2, p = 0.013) was only observed in the training group using oxygen. Supplemental oxygen and exercise induced peripheral desaturation were identified as significant opposing determinants of muscle gain during this exercise training intervention, which led to different adaptations of CSA between the respective subgroups. Conclusions: The heterogenous functional and structural muscle adaptations seem determined by supplemental oxygen and exercise induced hypoxia. Indeed, supplemental oxygen may facilitate muscular training adaptations, particularly in limb muscle dysfunction, thereby contributing to the enhanced training responses on maximal aerobic and functional capacity

The Effect of the Achilles Tendon on Trabecular Structure in the Primate Calcaneus

Humans possess the longest Achilles tendon relative to total muscle length of any primate, an anatomy that is beneficial for bipedal locomotion. Reconstructing the evolutionary history of the Achilles tendon has been challenging, in part because soft tissue does not fossilize. The only skeletal evidence for Achilles tendon anatomy in extinct taxa is the insertion site on the calcaneal tuber, which is rarely preserved in the fossil record and, when present, is equivocal for reconstructing tendon morphology. In this study, we used high‐resolution three‐dimensional microcomputed tomography (micro‐CT) to quantify the microstructure of the trabecular bone underlying the Achilles tendon insertion site in baboons, gibbons, chimpanzees, and humans to test the hypothesis that trabecular orientation differs among primates with different tendon morphologies. Surprisingly, despite their very different Achilles tendon lengths, we were unable to find differences between the trabecular properties of chimpanzee and human calcanei in this specific region. There were regional differences within the calcaneus in the degree of anisotropy (DA) in both chimpanzees and humans, though the patterns were similar between the two species (higher DA inferiorly in the calcaneal tuber). Our results suggest that while trabecular bone within the calcaneus varies, it does not respond to the variation of Achilles tendon morphology across taxa in the way we hypothesized. These results imply that internal bone architecture may not be informative for reconstructing Achilles tendon anatomy in early hominins. Anat Rec, 296:1509–1517, 2013. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/100175/1/ar22739.pd

Intuitionistic implication makes model checking hard

We investigate the complexity of the model checking problem for intuitionistic and modal propositional logics over transitive Kripke models. More specific, we consider intuitionistic logic IPC, basic propositional logic BPL, formal propositional logic FPL, and Jankov's logic KC. We show that the model checking problem is P-complete for the implicational fragments of all these intuitionistic logics. For BPL and FPL we reach P-hardness even on the implicational fragment with only one variable. The same hardness results are obtained for the strictly implicational fragments of their modal companions. Moreover, we investigate whether formulas with less variables and additional connectives make model checking easier. Whereas for variable free formulas outside of the implicational fragment, FPL model checking is shown to be in LOGCFL, the problem remains P-complete for BPL.Comment: 29 pages, 10 figure