Widespread sensorimotor and frontal cortical atrophy in Amyotrophic Lateral Sclerosis

BACKGROUND: Widespread cortical atrophy in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) has been described in neuropathological studies. The presence of cortical atrophy in conventional and scientific neuroimaging has been a matter of debate. In studies using computertomography, positron emission tomography, proton magnetic resonance spectroscopy and conventional T2-weighted and proton-weighted images, results have been variable. Recent morphometric studies by magnetic resonance imaging have produced conflicting results regarding the extent of grey and white matter involvement in ALS patients. METHODS: The authors used optimized voxel-based morphometry as an unbiased whole brain approach to detect differences between regional grey and white matter volumes. Seventeen patients with a diagnosis of ALS according to El-Escorial criteria and seventeen age-matched controls received a high resolution anatomical T1 scan. RESULTS: In ALS patients regional grey matter volume (GMV) reductions were found in the pre- and postcentral gyrus bilaterally which extended to premotor, parietal and frontal regions bilaterally compared with controls (p < 0.05, corrected for the entire volume). The revised ALS functional rating scale showed a positive correlation with GMV reduction of the right medial frontal gyrus corresponding to the dorsolateral prefrontal cortex. No significant differences were found for white matter volumes or when grey and white matter density images were investigated. There were no further correlations with clinical variables found. CONCLUSION: In ALS patients, primary sensorimotor cortex atrophy can be regarded as a prominent feature of the disease. Supporting the concept of ALS being a multisytem disorder, our study provides further evidence for extramotor involvement which is widespread. The lack of correlation with common clinical variables probably reflects the fact that heterogeneous disease processes underlie ALS. The discrepancy within all published morphometric studies in ALS so far may be related to differences in patient cohorts and several methodological factors of the data analysis process. Longitudinal studies are required to further clarify the time course and distribution of grey and white matter pathology during the course of ALS

Immunolocalization of platelet‐derived growth factor receptor‐β (PDGFR‐β) and pericytes in cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CADASIL)

Aims: Cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CADASIL) is identified by aggregates of NOTCH3 extracellular domain (N3ECD) along capillaries and the deposition of granular osmiophilic material (GOM). We assessed the pattern of distribution of pericytes in relation to N3ECD deposits in cerebral microvessels of CADASIL subjects. Methods: We assessed post mortem brains from (n = 50) subjects with CADASIL, cerebral small vessel disease, and similar‐age cognitively normal and older controls. Immunohistochemical and immunofluorescent staining methods were used to study the distribution and quantify immunoreactivities of the platelet‐derived growth factor receptor‐β (PDGFR‐β) (for pericytes) and microvascular markers in the frontal cortex and white matter. Results: PDGFR‐β antibody stained cells typical of pericytes in capillaries and small arterioles in both the grey and white matter. PDGFR‐β reactive pericytes adopted ‘crescent’ morphology wrapped closely around capillary walls readily evident in cross‐sections. We noted considerable overlap between PDGFR‐β and N3ECD imunoreactivities in capillaries. Quantitative analysis of PDGFR‐β immunoreactivity revealed significant differences in PDGFR‐β %A in CADASIL compared with young controls (P < 0.05). PDGFR‐β %A was further positively correlated with the basement membrane marker collagen IV (r = 0.529, P = 0.009), but was not associated with GLUT‐1, the marker for endothelial cells. Conclusions: Our results suggest increased expression of PDGFR‐β immunoreactive pericytes in cerebral microvessels in CADASIL compared with similar age controls. While we cannot confirm whether PDGFR‐β‐expressing pericytes produce N3ECD and hence GOM, our findings demonstrate that up‐regulation of pericyte‐like cells is associated with microvascular changes, including loss of vascular smooth muscle cells in CADASIL

Dynamika stezen i ladunku magnezu w wodach odplywajacych z obszarow szczegolnie zagrozonych splywami azotu ze zrodel rolniczych

The objective of this study was to investigate magnesium concentrations and load, and to determine their seasonal changes in runoff water from catchments classified as nitrate vulnerable zones. The results indicate that the average concentrations of 12.2 mg Mg⋅dm-3, with fluctuations within the range of 3.3 to 26.2 mg⋅dm-3, and average annual load of 14.3 kg Mg⋅ha-1⋅year-1, with fluctuations within the range of 4.8 to 41.6 kg Mg⋅ha-1⋅year-1, in runoff water from agricultural areas are determined by weather conditions (season), type of drainage system (ditches, drains) and fertilization intensity. In comparison with land drained by a network of drainage ditches, intensive farming in drained areas increases magnesium loss 2.5-fold from 10 kg per hectare of semi-intensively farmed area to 25 kg Mg⋅ha-1 in an intensively farmed area. The highest magnesium loss was reported in the non-growing season, and around 46% of total magnesium load was leached out in the winter. The magnesium loss was minimized during harsh winters and summer draughts (to around 1.2 kg Mg⋅ha-1⋅year-1) due to a seasonal absence of runoffs.Celem pracy była analiza stężeń i ładunków magnezu oraz określenie ich sezonowych zmian w wodach odpływających ze zlewni zakwalifikowanych do obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenia wód azotanami ze źródeł rolniczych. Uzyskane wyniki świadczą o tym, że średnie stężenie 12,2 mg Mg·dm-3, z wahaniami od 3,3 do 26,1 mg·dm-3, i średni roczny ładunek 14,3 kg Mg·ha-1·rok-1, z wahaniami od 4,8 do 41,6 kg Mg·ha-1·rok-1, w wodach odpływających urządzeniami melioracyjnymi z obszarów rolniczych zależą od warunków meteorologicznych (pora roku), rodzaju systemu melioracyjnego (rowy, dreny) oraz intensywności nawożenia. Intensywne użytkowanie zdrenowanych gruntów ornych, w porównaniu z glebami odwadniającymi siecią rowów, powoduje ponad 2,5-krotny wzrost wymycia magnezu z 10 kg z 1 ha obszaru o średnio intensywnym rolnictwie do 25 kg Mg·ha-1 z obszaru intensywnego rolnictwa. Największy odpływ występował w okresie pozawegetacyjnym, ok. 46% ogólnej masy ładunku odpłynęło zimą. W okresie mroźnych zim oraz suszy letnich następuje minimalizacja odpływu magnezu (do ok. 1,2 kg Mg·ha-1·rok-1) w wyniku okresowego zaniku odpływu wód

Wplyw gospodarstwa rolnego na odplyw azotu mineralnego z wodami

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem gospodarstwa rolnego na odpływ azotu mineralnego z obszarów intensywnie użytkowanych rolniczo w okolicach jeziora Dobskiego. Teren ten został zaliczony do obszarów szczególnie wrażliwych na zanieczyszczenia azotanami ze źródeł rolniczych. Głównym źródłem zanieczyszczeń wód jest osiedle wiejskie i zanieczyszczenia z gospodarstwa. Intensyfikacja rolnictwa zwiększa ilość biogenów w wodach drenarskich, głównie zawartość azotanów. Ładunek substancji odprowadzany z obszaru zlewni był uzależniony od rodzaju systemu melioracyjnego. Największy odpływ azotu azotanowego z jednostki powierzchni stwierdzono w zlewni odprowadzającej wodę z rowu zasilanego drenami (30,58 kg N-NO₃·ha⁻¹), najmniejszy zaś w zlewni odwadnianej przez ciek wodny do zatoki (2,91 kg N-NO₃·ha⁻¹). Ładunek azotu amonowego odprowadzany do jeziora był najwyższy w zlewni odprowadzającej wodę z rowu zasilanego drenami (8,45 kg·ha⁻¹) a azotu azotynowego 0,43 kg·ha⁻¹ i był on najwyższy w przypadku zlewni odprowadzającej wodę z drenu. Rolnicze użytkowanie terenu powoduje zwiększenie zawartości azotu w wodach powierzchniowych. W wodach drenarskich z terenu nawożonego nawozami mineralnymi wzrosła głównie zawartość azotanów, w odpływie ze zlewni, która była nawożona gnojowicą wzrosła głównie ilość azotu amonowego w okresie wiosennym.The paper presents the results of the research carried out on the influence of a farmstead on the mineral nitrogen outflow from areas of an intensive agricultural use in the vicinity of Dobskie lake. The area is particularly sensitive to contamination with nitrates of agricultural origin. Main sources of water pollution are rural settlement and pollutants from the farmstead. Intensification of agriculture causes the increase in nutrient, mainly nitrates, concentrations in drainage water. The load of substances flowing out of the catchment depended on a type of reclamation system. The highest outflow of nitrate nitrogen per unit area was stated in the catchment of a ditch supplied with drains (30.58 kg N-NO₃·ha⁻¹), whereas the lowest outflow in the catchment of a stream supplying the bay (2.91 kg N-NO₃·ha⁻¹). The load of ammonia nitrogen introduced to the lake was the highest in the catchment dewatered by a ditch with drains (8.45 kg₃·ha⁻¹), whereas the load of nitrite nitrogen amounted to 0.43 kg₃·ha⁻¹ and was the highest in the drain catchment. Agricultural land use causes the increase in nitrogen concentrations in the surface water. The significant increase in nitrates was observed in drainage water form the land supplied with mineral fertilizers, whereas the increase in ammonia nitrogen concerned the outflow from the catchment fertilized with slurry in spring

Straty fosforu z malych zlewni rolniczych o roznej intensywnosci uzytkowania

The study was carried out in the hydrologic year 2006 and comprised two small agricultural catchments in the Masurian Lakeland. Both catchments possessed very large water retention potential (presence of buffer zones and surface waters in the catchments) but they differed in the intensity of agricultural production. The study has demonstrated that the concentration of phosphorus in the surface waters flowing from the catchments ranged from 0.12 to 0.43 mg⋅dm-3. The catchments were characterised by low indices of water overland flow (0.32-1.67 dm3⋅s-1⋅km-2), which was a decisive factor shaping the runoff of phosphorus (from 0.013 to 0.060 kg⋅ha-1⋅year-1. A subcatchment dewatered by a pipe drain system, which was used for comparison, had a water flow of 3.54 dm3⋅s-1⋅km-2 and exported much more phosphorus with its surface waters (0.39 kg⋅ha-1⋅year-1). The results obtained during our study emphasise an important role played by small landscape water retention elements in both catchments and the efficiency of buffer zones at a contact of water bodies and fields in reducing the runoff of biogenic substances, especially when agricultural production carried out on a given catchment is intensive.Badania prowadzono w roku hydrologicznym 2006, w dwóch małych zlewniach rolniczych położonych w obrębie Pojezierza Mazurskiego. Badane zlewnie charakteryzowały się dużymi zdolnościami retencyjnymi (obecność stref buforowych i wód powierzchniowych w zlewni) oraz zróżnicowanym poziomem intensywności rolniczego użytkowania. Wykazano, że koncentracja fosforu w wodach odpływających z badanych zlewni rolniczych kształtowała się w zakresie 0,12+0,43 mg·dm-3. Zlewnie charakteryzowały się niskimi wskaźnikami odpływu wody (0,32+1,67 dm3·s-1·km-2), co w największym stopniu wpłynęło na odpływ fosforu, kształtujący się na poziomie od 0,013 do 0,060 kg·ha-1·rok-1. W porównawczej zlewni drenarskiej, o wskaźniku odpływu 3,54 dm3 - s-1 - km-2, wykazano wielokrotnie wyższy eksport fosforu z wodami — 0,39 kg·ha-1·rok-1. Uzyskane wartości wskazują na rolę małej retencji krajobrazowej w badanych zlewniach oraz skuteczność stref buforowych na styku wód i pól uprawnych, ograniczających odpływ biogenów, zwłaszcza w warunkach intensywnej produkcji rolniczej na obszarze zlewni