Thermodynamic anomalies in the presence of dissipation: from the free particle to the harmonic oscillator

A free particle coupled to a heat bath can exhibit a number of thermodynamic anomalies like a negative specific heat or reentrant classicality. These low-temperature phenomena are expected to be modified at very low temperatures where finite-size effects associated with the discreteness of the energy spectrum become relevant. In this paper, we explore in which form the thermodynamic anomalies of the free damped particle appear for a damped harmonic oscillator. Since the discreteness of the oscillator's energy spectrum is fully accounted for, the results are valid for arbitrary temperatures. As expected, they are in agreement with the third law of thermodynamics and indicate how the thermodynamic anomalies of the free damped particle can be reconciled with the third law. Particular attention is paid to the transition from the harmonic oscillator to the free particle when the limit of the oscillator frequency to zero is taken.Comment: 10 pages, 5 figure

Reentrant classicality of a damped system

For a free particle, the coupling to its environment can be the relevant mechanism to induce quantum behavior as the temperature is lowered. We study general linear environments with a spectral density proportional to {\omega}^s at low frequencies and consider in particular the specific heat of the free damped particle. For super-Ohmic baths with s>=2, a reentrant classical behavior is found. As the temperature is lowered, the specific heat decreases from the classical value of k_B/2, thereby indicating the appearence of quantum effects. However, the classical value of the specific heat is restored as the temperature approaches zero. This surprising behavior is due to the suppressed density of bath degrees of freedom at low frequencies. For s<2, the specific heat at zero temperature increases linearly with s from -k_B/2 to k_B/2. An Ohmic bath, s=1, is thus very special in the sense that it represents the only case where the specific heat vanishes at zero temperature.Comment: 6 pages, 3 figure

Totale Hämoglobinmenge und Blutbildparameter bei jugendlichen Leistungssportlern/innen unter Berücksichtigung aktueller Überlegungen zum Nachweis von Blutmanipulationen bei Anti-Doping-Kontrollen

In der vorliegenden Studie wurde an 59 jugendlichen Nachwuchssportlern/innen untersucht, ob sich die totale Hämoglobinmenge (tHb) und spezifische Blutbildparameter ([Hb], Hkt, MCV, MCH, MCHC) zwischen ausdauertrainierten (AT, n = 29) und nicht ausdauertrainierten (nAT, n = 30) männlichen und weiblichen jugendlichen Leistungssportlern/innen unterscheiden. Zur Überprüfung der Vermutung, dass sich durch regelmäßiges Ausdauertraining im Alter von 15-17 Jahren Steigerungen der tHb und Veränderungen der Blutbildparameter einstellen, wurden die Parameter bei 27 der 59 Nachwuchssportler/innen (AT, n = 17; nAT, n = 10) an drei weiteren Messzeitpunkten im Abstand von jeweils 6 Monaten erhoben. Die am Körpergewicht normierte tHb (relative tHb) war bei den AT Sportlern/innen signifikant (~15%) höher (11.2 ± 1.6 g kg-1 vs. 9.7 ± 1.3 g kg-1, P < 0.001) verglichen mit nAT Sportlern/innen. Hingegen wurden keine solchen signifikanten Unterschiede bei den Blutbildparametern gefunden. Im Vergleich zu nAT stieg die tHb während der 18 Monate bei AT Sportlern/innen signifikant an, die relative tHb blieb jedoch in beiden Gruppen unverändert. Auch der Verlauf der Blutbildparameter zeigte in keiner der beiden Gruppen (AT, nAT) signifikante Veränderungen über 18 Monate. Im Vergleich zu bisher publizierten Daten bei Erwachsenen wurden ähnliche, jedoch geringere Differenzen in der relativen tHb zwischen AT und nAT Nachwuchssportlern/innen festgestellt. Regelmäßiges Ausdauertraining im Alter von 15-17 Jahren über 18 Monate führte zu keinen Veränderungen der Blutbildparameter und zu keinen Steigerungen der tHb, die über Wachstums- und Reifungsprozesse hinausgehen. Die tHb wird derzeit als Parameter für Anti-Doping-Screenings diskutiert. Zur Bestimmung der tHb mittels optimierter CO-Rückatmungsmethode (oCOR-Methode) sind wiederholte Messungen der Carboxyhämoglobinfraktion (%HbCO) mithilfe von Spektrophotometern nötig. Bisher kamen in verschiedenen Studien unterschiedliche Spektrophotometer zum Einsatz. In einer Unterfragestellung wurde überprüft, inwiefern der Einsatz verschiedener Spektrophotometer (RapidLab, OSM3) zur Bestimmung der %HbCO die tHb-Messung beeinflusst und ob bei Einsatz von 2 verschiedenen Spektrophotometern gleiche längsschnittliche tHb-Veränderungen (D-tHb) detektiert werden. Dazu wurde die tHb bei 57 bzw. 33 und 37 (nach 6 und 12 Monaten) Messungen bei den oben beschriebenen Nachwuchssportler/innen über simultane %HbCO-Bestimmungen mit den beiden Spektrophotometern berechnet. Aufgrund signifikant unterschiedlicher %HbCO bei simultanem Einsatz zweier verschiedener Spektrophotometer unterschied sich auch die für die Kalkulation der tHb entscheidende Differenz der %HbCO nach CO-Rückatmung im Vergleich zu den initialen Werten signifikant (RapidLab, 4.7 ± 0.4% vs. OSM3, 4.5 ± 0.5%, P < 0.001). Die tHbOSM3 wurde gegenüber der tHbRapidLab im Mittel um 4.4 ± 5.7% höher bestimmt (701.7 ± 150.2 g vs. 671.6 ± 138.7 g, P < 0.001). Die Korrelationen zwischen D-tHbRapidLab und D-tHbOSM3 verglichen über jeweils 2 Messzeitpunkte waren schwach (r: 0.28 - 0.57). Lediglich bei 66% aller D-tHb-Bestimmungen stimmte die Tendenz der tHb-Veränderung zwischen D-tHbRapidLab und D-tHbOSM3 überein. Die Verwendung verschiedener Spektrophotometer führte zu erheblichen Variationen der mittels oCOR-Methode bestimmten tHb. Für Anti-Doping-Screenings ist daher dringend zu empfehlen, jeweils das gleiche Spektrophotometer für tHb-Bestimmungen einzusetzen, wobei zu ermitteln wäre, mit welchem Gerät die zuverlässigsten %HbCO-Messungen in den für die oCOR-Methode niedrigen Messbereicheneerhaltenewerden

Zur Rezension der Fischart-Ausgabe in der Zeitschrift für deutsches Altertum

Die unten folgende Stellungnahme wurde dem Herausgeber der Zeitschrift für deutsches Altertum und deutsche Literatur angeboten, um eine Reihe von gravierenden Missverständnissen eines Rezensenten (Jürgen Schulz-Grobert) auszuräumen, die dieser in seiner Besprechung des zweiten Bandes der Sämtlichen Werke Johann Fischarts der Fachwelt gegenüber erkennen ließ. Der Herausgeber der Zeitschrift verweigerte sich einer Diskussion und lehnte den Abdruck unserer Entgegnung ab. Dies ist umso bedauerlicher, als uns der Rezensent den Vorwurf gemacht hat, unsere "Diskussionsbereitschaft [...] [sei] auch in anderen entscheidenden Fragen ausgesprochen begrenzt", was immer er damit meint

T lymphocytes from patients with primary biliary cirrhosis produce reduced amounts of lymphotoxin, tumor necrosis factor and interferon-gamma upon mitogen stimulation

Primary biliary cirrhosis (PBC) is considered an autoimmune disease characterized by destruction of small intrahepatic bile ducts by lymphocytes. Altered functions of these lymphocytes might reflect an abnormal immune response leading to tissue damage. We investigated lymphokine secretion by mitogen-stimulated T lymphocytes from the liver biopsies of patients with PBC and for comparison also peripheral blood. In PBC, diminished synthesis of lymphotoxin (TNFP), tumor necrosis factor (TNFa) and interferon-y (IFIVy) was found both in T-cell lines from liver tissue and in peripheral blood. The reduction was most prominent for TNFP in early histological stages of PBC, and appeared to be a stable phenomenon when T cells were tested after long-term tissue culture. Analysis of mRNA levels indicates a possible link between reduced TNFP production and a defect in interleukin-2 transcription. The data suggest that diminished lymphokine production in patients with PBC may play ;In important role in the immanopathogenesis of this disease

Combinatorial functions of two chimeric antibodies directed to human CD4 and one directed to the a-chain of the human interleukin-2 receptor

The general feasibility of chimerization of monoclonal antibodies (mAbs) has already been shown for a large number of them. In order to evaluate in vitro parameters relevant to immunosuppressive therapy, we have chimerized and synthesized two anti-CD4 mAbs recognizing two different epitopes on the human T-lymphocyte antigen, CD4. The chimerized mAbs are produced at levels corresponding to those of the original hybridoma cell lines. With respect to activation of human complement, the individual Abs are negative; however, when used in combination, complement activation was performed. When applied in combination, they were found to modulate the CD4 antigen, whereas the individual mAb do not display this property. Individually they mediate an up to 60% inhibition of the mixed lymphocyte reaction (MLR). However, by combination of an anti-CD4 mAb with one directed against the a-chain of the human IL2 receptor, nearly 100% inhibition of the MLR was achieved, even with reduced dosage of the mAbs. Our data suggest that the combination of an anti-CD4 mAb and an anti-IL2Rcc chain mAb is more effective with respect to immunosuppression than each mAb by itself, indicating that this mAb cocktail could be a new strategy for immunosuppressive therapy

Is healthcare a team sport? Widening our lens on interprofessional collaboration and education in sport and exercise medicine.

Effective interprofessional collaboration (IPC) has great potential to improve healthcare delivery. Therefore, students and trainees in healthcare professions should be prepared for a collaborative workforce through interprofessional education (IPE) settings. However, IPC and IPE are rarely addressed in sport and exercise medicine (SEM), although the field significantly impacts the healthcare system. Hence, we conducted a webinar to promote IPC and IPE in the Swiss SEM community. The lessons resulting from the webinar were: (1) professions involved in SEM should have opportunities to learn, with, from and about other professions in healthcare to achieve mutual respect and understanding; (2) IPC and IPE in SEM may raise awareness, value and recognition of the contributions by exercise scientists in healthcare; (3) IPC and IPE may consider collaborating with a variety of professions not traditionally integrated into healthcare but involved in broader public health and physical activity promotion. In summary, sports and exercise professions should embrace interprofessional approaches to better realise their contribution to healthcare and public health