Postprandial lipemia in men with metabolic syndrome, hypertensives and healthy subjects

BACKGROUND: The metabolic syndrome (MetS), as well as postprandial hypertriglyceridemia, is associated with coronary heart disease. This study aimed to evaluate the postprandial lipemia after oral fat tolerance test (OFTT) in subjects with MetS and compare them to hypertensive (HTN) and healthy subjects. RESULTS: OFTT was given to 33 men with MetS (defined by the Adult Treatment Panel III), 17 HTN and 14 healthy men. The MetS group was further divided according to fasting triglycerides (TG) into TG ≥ 150 [MetS+TG, (n = 22)] or <150 mg/dl [MetS-TG (n = 11)], and into those with or without hypertension [MetS+HTN (n = 24), MetS-HTN (n = 9), respectively]. TG concentrations were measured before and at 4, 6 and 8 h after OFTT and the postprandial response was quantified using the area under the curve (AUC) for TG. The postprandial response was significantly higher in MetS compared to HTN and healthy men [AUC (SD) in mg/dl/h; 2534 ± 1016 vs. 1620 ± 494 and 1019 ± 280, respectively, p ≤ 0.001]. The TG levels were increased significantly in MetS+TG compared to MetS-TG subjects at 4 (p = 0.022), 6 (p < 0.001) and 8 hours (p < 0.001). The TG were increased significantly in MetS-TG compared to healthy subjects at 4 (p = 0.011), 6 (p = 0.001) and 8 hours (p = 0.015). In linear regression analysis only fasting TG levels were a significant predictor of the AUC (Coefficient B = 8.462, p < 0.001). CONCLUSION: Fasting TG concentration is the main determinant of postprandial lipemia. However, an exaggeration of TG postprandialy was found in normotriglyceridemic MetS and HTN compared to healthy subjects. This suggests that intervention to lower fasting TG levels should be recommended in MetS subjects

Μελέτη αλληλεπίδρασης της σκόνης φυσικής προέλευσης με το ατμοσφαιρικό περιβάλλον

During the last decades the impact of aerosols on climate and weather has been investigated through many studies. The aerosols’ interactions with the atmospheric environment are linked to various atmospheric mechanisms that make weather and climate forecasts more complicated and difficult.The scope of this thesis is the investigation of the desert dust’s indirect effects through the meteorology - chemistry Weather Research and Forecasting/Chemistry (WRF/Chem) model. As a first step, the three dust emissions schemes of Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport – GOCART have been evaluated through a case study of a dust storm over the area of Eastern Mediterranean. The specific phenomenon is also related to significant imbalance and ageostrophic circulations due to a tropopause folding and a merging of Polar (PJ) and Subtropical (STJ) jet streams over the dust sources. The schemes that have been evaluated is the default GOCART; the GOCART modified by the Air Force Weather Agency (AFWA) and the GOCART modified by the University of Cologne (UoC). The sensitivity of the three schemes to the above phenomena and their overall performance is evaluated through the comparison of the simulated data against observations. GOCART – AFWA showed the best statistical scores and had the most satisfactory spatiotemporal evolution of the advected dust. Thus, the GOCART – AFWA scheme has been chosen for the further assessing of the dust indirect effects on the formation of clouds and the pattern of precipitation. Moreover, the investigation of the wet scavenging processes, especially in the in – cloud area, is an essential preparatory step for the investigation of aerosol indirect effects. The original GOCART – AFWA does not incorporate wet scavenging processes for dust aerosols. Thus, the advanced wet deposition scheme of Seinfeld & Pandis, (1998) is implemented in the GOCART – AFWA, for both below and in - cloud scavenging mechanisms. In – cloud processes are particularly highlighted. Wet scavenging takes place mainly at levels of 3.5 km and more. The area for in – cloud scavenging plays a major role concerning especially the fine particles. Comparison of simulated data against observations have also showed that the abovementioned wet deposition scheme ameliorates the model’s performance, limits the overestimation of the simulated values of dust concentration. The influence of the simulated dust aerosols which act as effective Cloud Condensation Nuclei (CCN) has been investigated via the embedding of the revised cloud nucleation scheme of Fountoukis & Nenes, (2005). The above scheme is embedded in a cloud microphysics scheme (double moment) of the WRF/Chem. GOCART – AFWA does not incorporate any dust indirect effect to cloud mechanisms and precipitation patterns. Concerning the double moment scheme, a constant initial number for CCN number concentration is considered for the further estimation of spatiotemporal pattern of the CCN. The impact of the simulated dust CCN concentrations to the convection processes has also been investigated, also in the grey – scale zones (6 – 10 km spatial resolution). Comparisons of simulations against observations improve the model’s forecasting skill concerning the precipitation mechanism as statistical biases and errors are reduced. The benefits of the implementation of the above scheme are evident even for days after the dust event and for areas away from it.Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, η επίδραση των αιωρούμενων σωματιδίων στο κλίμα και στον καιρό έχουν μελετηθεί μέσα από πλήθος εργασιών της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας. Η αλληλεπίδραση των αιωρούμενων σωματιδίων με το ατμοσφαιρικό περιβάλλον σχετίζεται άμεσα με πλήθος μηχανισμών μέσα στην ατμόσφαιρα, οι οποίοι καθιστούν την πρόγνωση του καιρού και τις κλιματικές προσομοιώσεις ιδιαίτερα πολύπλοκες. Πιο συγκεκριμένα, τα αιωρούμενα σωματίδια μεταβάλλουν άμεσα το ισοζύγιο της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα (direct effect), επιδρούν στο βιοχημικό κύκλο των θαλάσσιων και χερσαίων οικοσυστημάτων και επηρεάζουν την ανθρώπινη υγεία. Επιπλέον, επηρεάζουν τον υδρολογικό κύκλο το σχηματισμό των νεφών (indirect effect) και την κατανομή του υετού.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη της έμμεσης επίδρασης των σωματιδίων της ερημικής σκόνης στο σχηματισμό των νεφών και του υετού, μέσω του πλήρως συζευγμένου μετεωρολογικού – χημικού μοντέλου Weather Research and Forecasting/Chemistry (WRF/Chem). Ως πρώτο βήμα, αξιολογήθηκαν τα τρία σχήματα εκπομπής σκόνης του πακέτου Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport – GOCART μέσω μιας μελέτης περίπτωσης αμμοθύελλας που εκδηλώθηκε στην περιοχή της Μεσογείου. Το συγκεκριμένο φαινόμενο σχετίζεται με σημαντικές συνθήκες αστάθειας και αγεωστροφικότητας στις περιοχές που θεωρούνται πηγές σκόνης. Πάνω από τις συγκεκριμένες περιοχές παρατηρήθηκε σύγκλιση του πολικού (Polar Jetstream – PJ) και υποτροπικού αεροχειμάρρου (Subtropical Jetstream – STJ), αλλά και αναδίπλωση της τροπόσφαιρας. Τα σχήματα σκόνης τα οποία αξιολογήθηκαν είναι το πρωτότυπο GOCART, το ανανεωμένο GOCART – AFWA από την υπηρεσία καιρού της πολεμικής αεροπορίας των Ηνωμένων Πολιτειών (Air Force Weather Agency - AFWA) και το ανανεωμένο GOCART – UoC από το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας (University of Cologne – UoC). Η απόκριση των παραπάνω σχημάτων στα παραπάνω φαινόμενα αξιολογήθηκε μέσω σύγκρισης των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων. To GOCART – AFWA παρουσίασε τους καλύτερους στατιστικούς δείκτες ενώ είχε και την πιο ικανοποιητική χωροχρονική απεικόνιση των συγκεντρώσεων της μεταφερόμενης σκόνης. Επομένως, το GOCART – AFWA είναι και το σχήμα που χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω στην εξέλιξη της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Επιπλέον, η μελέτη των μηχανισμών της υγρής εναπόθεσης κυρίως μέσα στην περιοχή των νεφών αποτέλεσε ένα επιπλέον προπαρασκευαστικό βήμα. Το GOCART – AFWA στην πρωτότυπή του μορφή δεν υποστηρίζει κάποιο σχήμα υγρής εναπόθεσης. Επομένως το σχήμα υγρής εναπόθεσης των Seinfeld & Pandis (1998), εισήχθη στο εν λόγω σχήμα, για την περιοχή εντός του νέφους όσο και για την περιοχή κάτω από αυτό. Η υγρή εναπόθεση εντός του νέφους έχει ιδιαίτερη σημασία και λαμβάνει χώρα σε ύψη από 3.5 km και πάνω όπου κυρίως σάρωση των μικρότερων σωματιδίων πραγματοποιείται. Η εισαγωγή ενός σχήματος υγρής εναπόθεσης έχει ιδιαίτερη σημασία κυρίως για την περιοχή εντός του νέφους, αφού τροποποιεί σημαντικά τη συγκέντρωση των σωματιδίων σκόνης που θα δράσουν σαν επιπλέον πυρήνες συμπύκνωσης (Cloud Condensation Nuclei – CCN) στην εν λόγω περιοχή. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων με δεδομένα παρατηρήσεων έδειξαν ότι το παραπάνω σχήμα υγρής εναπόθεσης βελτιώνει τη γενικότερη προγνωστική ικανότητα του μοντέλου καθώς περιορίζεται η υπερεκτίμηση στον υπολογισμό των συγκεντρώσεων σκόνης. Η επίδραση των σωματιδίων της σκόνης που δρουν ως πυρήνες συμπύκνωσης (Cloud Condensation Nuclei – CCN) μελετήθηκε μέσω της εισαγωγής του σχήματος πυρηνοποίησης των Fountoukis & Nenes (2005) σε ένα double moment σχήμα μικροφυσικής του WRF/Chem. Ομοίως με τους μηχανισμούς υγρής εναπόθεσης, το GOCART – AFWA δεν υποστηρίζει κάποιο σχήμα πυρηνοποίησης των προσομοιωμένων σωματιδίων σκόνης. Αντ’ αυτού, μια σταθερή αρχική συγκέντρωση CCN χρησιμοποιείται για την περαιτέρω χωροχρονική των CCN. Επιπλέον, η επίδραση των προσομοιωμένων CCN μέσω του σχήματος Fountoukis & Nenes (2005) σε μηχανισμούς ανωμεταφοράς (convection) έχει επίσης ληφθεί υπόψιν. Η παραπάνω επίδραση έχει εξεταστεί ακόμα και σε χωρικές αναλύσεις που ανήκουν στη λεγόμενη «γκρίζα ζώνη» (6 – 10 km). Σε ό,τι αφορά στην ανωτέρω «γκρίζα ζώνη», υπάρχει μια διχογνωμία στη διεθνή επιστημονική κοινότητα για το αν οι μηχανισμοί ανωμεταφοράς θα πρέπει να είναι ενεργοποιημένοι, καθώς υπάρχουν νεότερες μελέτες οι στις οποίες οι παραπάνω μηχανισμοί λαμβάνονται υπόψιν. Ωστόσο, δεν έχει συμπεριληφθεί μέχρι στιγμής η επίδραση των CCN που υπολογίζονται με δυναμικό τρόπο στους παραπάνω μηχανισμούς. Συγκρίσεις των προϊόντων του μοντέλου με παρατηρήσεις έδειξαν ότι η προγνωστική ικανότητα του μοντέλου σχετικά με την κατανομή του υετού βελτιώνεται σημαντικά. Αξιοσημείωτη είναι η θετική επίδραση του παραπάνω σχήματος πυρηνοποίησης ακόμα και ημέρες μετά την εκδήλωση της μεταφοράς σκόνης όπου η βροχόπτωση εμφανίζεται ενισχυμένη. Ενίσχυση βροχόπτωσης παρατηρείται και σε περιοχές μακριά από την εκδήλωση των φαινομένων σκόνης. Αντιθέτως, η βροχόπτωση περιορίζεται σε περιοχές και χρονικές περιόδους που δεν απέχουν σημαντικά από τα φαινόμενα μεταφοράς σκόνης. Επιπλέον, παρόλο που στη συγκεκριμένη διατριβή τα σωματίδια σκόνης δεν συμμετέχουν σε παραμετροποιήσεις πυρήνων πάγου (ice nuclei – IN), το εν λόγω σχήμα πυρηνοποίησης συμβάλλει σε μια ικανοποιητική απόκριση μεταξύ αναλογίας μείγματος νεφοσταγόνων και πάγου. Επιπλέον, σε ό,τι αφορά στις οπτικές ιδιότητες των σωματιδίων σκόνης, το σχήμα πυρηνοποίησης περιορίζει συστηματικά και μέσα τεταραγωνικά σφάλματα. Τέλος, οι συγκρίσεις των συγκεντρώσεων των CCN με μετρήσεις, έδειξαν ικανοποιητικότερους συντελεστές συσχέτισης μετά την εισαγωγή του σχήματος πυρηνοποίησης

Post-prandial lipaemia in the metabolic syndrome and coronary artery disease: comparison with normal controls

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the western world. The knowledge that has been acquired from the study of their pathogenesis has been successfully applied both in their treatment as well as in their prevention. In relation to the prevention this knowledge has led to the idea of avoiding or reducing the exposure to risk factors i.e. factors that if one is exposed to the probability to develop the disease is increased. Post prandial lipaemia has been proposed as a new risk factor for cardiovascular diseases. Indeed, it has been noted that several groups of people that are at increased risk for the development of cardiovascular diseases, show post prandial hyperlipaemia. Additionally, the metabolic syndrome constitutes a proven risk factor that until now has not been incorporated in any risk prediction model. The metabolic disturbances that coexist in the syndrome are numerous and more are being described. The aetiology of all of these has been proposed to be common and namely that they occur either directly or indirectly due to the resistance to insulin and the accompanying hyperinsulinaemia. Previous studies have laid the ground for the hypothesis that the dyslipidaemia of the metabolic syndrome may include an increased post prandial lipaemia. Testing this hypothesis was our main objective. For this purpose we compared the post-prandial lipaemia in people with metabolic syndrome with coronary artery disease and in normal controls. The results are consistent with the hypothesis with the absolute post prandial lipaemia being highest in the group with metabolic syndrome compared to the group with coronary artery disease and the control group. The results indicate that indeed a deranged post prandial lipaemia might be part of the metabolic disturbances seen in the metabolic syndrome. Larger studies need to be conducted to study this in greater depth. Finally, in an effort to compare the added risk that the observed post prandial lipaemia confers to each group post prandial lipaemia was quantified in relative terms. We observed that the relative post-prandial lipemia between the groups was similar in magnitude. We conclude that post prandial lipaemia increases the risk for the development of cardiovascular diseases in all groups but that between groups the relative risk remains unchanged. Bigger studies of different study groups are awaited in order to be able to reach safer conclusions.Οι καρδιοαγγειακές παθήσεις αποτελούν την κύρια αιτία θανάτου στον δυτικό κόσμο. Η γνώση που έχει αποκτηθεί από τη μελέτη της παθογένεσης έχει εφαρμοστεί με επιτυχία τόσο στη θεραπεία όσο και στην πρόληψή τους. Όσον αφορά στην πρόληψη, η γνώση αυτή έχει οδηγήσει στην ιδέα της αποφυγής ή μείωσης της έκθεσης στους παράγοντες κινδύνου, δηλαδή παράγοντες η έκθεση στους οποίους αυξάνει την πιθανότητα ενός ατόμου να νοσήσει. Η μεταγευματική λιπαιμία έχει προταθεί ως ένας νέος παράγων κίνδυνου για τις καρδιοαγγειακές νόσους. Πράγματι, έχει παρατηρηθεί ότι αρκετές ομάδες ατόμων που βρίσκονται σε αυξημένο κίνδυνο για καρδιοαγγειακές παθήσεις παρουσιάζουν μεταγευματική υπερλιπαιμία. Επίσης, το μεταβολικό σύνδρομο αποτελεί έναν αποδεδειγμένο παράγοντα κινδύνου, ο οποίος μέχρι σήμερα δεν έχει ενταχθεί σε κανένα μοντέλο πρόβλεψης του κινδύνου. Οι μεταβολικές διαταραχές που συνυπάρχουν στο μεταβολικό σύνδρομο είναι πολλές και συνεχώς προστίθενται νέες. Η αιτιολογία όλων αυτών έχει προταθεί ότι είναι κοινή και συγκεκριμένα ότι οφείλονται άμεσα ή έμμεσα, στην αντίσταση στην δράση της ινσουλίνης και την συνοδό υπερινσουλιναιμία. Από προηγούμενες μελέτες έχει προκύψει η υπόθεση ότι η δυσλιπιδαιμία του μεταβολικού συνδρόμου συμπεριλαμβάνει τη μεταγευματική υπερλιπαιμία. Η παρούσα εργασία έχει ως στόχο τον έλεγχο της υπόθεσης αυτής. Για τον σκοπό αυτό συγκρίνουμε τη μεταγευματική λιπαιμία σε άτομα με μεταβολικό σύνδρομο, με στεφανιαία νόσο, και σε υγιείς μάρτυρες. Τα αποτελέσματα είναι συνεπή με την υπόθεση, με την απόλυτη μεταγευματική λιπαιμία στα άτομα με μεταβολικό σύνδρομο να είναι αυξημένη σε σχέση με αυτήν των ασθενών με στεφανιαία νόσο και με αυτήν των μαρτύρων. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μια ακόμη ένδειξη της ύπαρξης της μεταγευματικής υπερλιπαιμίας στο μεταβολικό σύνδρομο που θα μπορούσε να διερευνηθεί σε βάθος από μεγαλύτερες μελέτες. Τέλος, θέλοντας να συγκρίνουμε τον επιπλέον κίνδυνο που προσδίδει η μεταγευματική λιπαιμία στην κάθε ομάδα σε σχέση με κάθε άλλη ομάδα η μεταγευματική λιπαιμία ποσοτικοποιείται σε σχετικούς όρους. Βρίσκουμε ότι η σχετική μεταγευματική λιπαιμία μεταξύ των ομάδων είναι παρόμοια. Καταλήγουμε έτσι στο συμπέρασμα ότι η μεταγευματική λιπαιμία αυξάνει τον κίνδυνο για καρδιοαγγειακές παθήσεις σε κάθε ομάδα, αλλά μεταξύ των ομάδων ο σχετικός κίνδυνος παραμένει ίδιος. Μελέτες μεγαλυτέρου μεγέθους και σε διαφορετικούς πληθυσμούς αναμένονται με ενδιαφέρον, προκειμένου να μπορέσει να καταλήξει κάνεις σε ασφαλέστερα συμπεράσματα

The Implementation of a Mineral Dust Wet Deposition Scheme in the GOCART-AFWA Module of the WRF Model

The principal objective of this study is to present and evaluate an advanced dust wet deposition scheme in the Weather and Research Forecasting model coupled with Chemistry (WRF-Chem). As far as the chemistry component is concerned, the Georgia Tech Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport of the Air Force Weather Agency (GOCART-AFWA) module is applied, as it supports a binary scheme for dust emissions and transport. However, the GOCART-AFWA aerosol module does not incorporate a wet scavenging scheme, nor does it interact with cloud processes. The integration of a dust wet deposition scheme following Seinfeld and Pandis into the WRF-Chem model is assessed through a case study of large-scale Saharan dust transport over the Eastern Mediterranean that is characterized by severe wet deposition over Greece. An acceptable agreement was found between the calculated and measured near surface PM10 concentrations, as well as when model estimated atmospheric optical depth (AOD) was validated against the AERONET measurements, indicating the validity of our dust wet deposition scheme