WOOD AND GENERATIVE ALGORITHMS FOR THE COMPARISON BETWEEN MODELS AND REALITY

Abstract. This study examines the emblematic case of a test room and its relation to digital modelling. This space is the result of a multi-optimization process that has been physically built for the verification of the initial hypotheses. As a result, it is actually a Physical Twin, designed to be transformable by removing a wall. The same space, on the other hand, has become useful for testing the Digital Twin logic by associating a BIM model with a dynamic representation of the data captured by the sensors. The representation is thus placed at the core of this cyclic phase between reality and representation, with the goal of validating the proposed theories through empirical practice, improving digital computational ability, and identifying pathways for monitoring space's interactions with the environment and those who live in it

Modular patterns in hygroscopic 4D printing design – Form and programming of the material

4D Printing (4DP) can be used to create bio-inspired, hygro-responsive actuators using Wood Polymer Composites (WPCs). The research emphasises the role of precise control of kinematics through material programming and printing parameters to achieve dynamic shape-change mechanisms in response to environmental factors. In 4DP, the geometric configurations of printed objects depend not only on the materials but also on their combination, time, and environmental stimuli, leading to the concept of material architecture: in the context of 4DP, the relationship between form and matter is, therefore, redefined. In this paper, the relationship between the responsive WPCs 4DP actuators with their material architecture and their hygroscopic deformations is discussed, highlighting the role of the modular patterns in the definition of the reaction to the stimulus and the final configuration of the object.   Article info Received: 17/09/2023; Revised: 13/10/2023; Accepted: 22/10/202

Genetic pre-participation screening in selected athletes: a new tool for the prevention of sudden cardiac death?

Sudden cardiac death (SCD) of athletes is a topical issue. “Borderline cardiac abnormalities”, which occur in ~2% of elite male athletes, may result in SCD, which may have a genetic base. Genetic analysis may help identify pathological cardiac abnormalities. We performed phenotype-guided genetic analysis in athletes who, pre-participation, showed ECG and/or echo “borderline” abnormalities, to discriminate subjects at a greater risk of SCD. Methods: We studied 24 elite athletes referred by the National Federation of Olympic sports; and 25 subjects seeking eligibility to practice agonistic sport referred by the Osservatorio Epidemiologico della Medicina dello Sport della Regione Campania. Inclusion criteria: a) ECG repolarization borderline abnormalities; b) benign ventricular arrhythmias; c) left ventricular wall thickness in the grey zone of physiology versus pathology (max wall thickness 12-15 mm in females; 13-16 mm in males). Based on the suspected phenotype, we screened subjects for the LMNA gene, for 8 sarcomeric genes, 5 desmosomal genes, and cardiac calcium, sodium and potassium channel disease genes. Results: Genetic analysis was completed in 37/49 athletes, 22 competitive and 27 non-competitive athletes, showing “borderline” clinical markers suggestive of hypertrophic cardiomyopathy (HCM,n. 24), dilated cardiomyopathy (n. 4), arrhythmogenic right ventricular dysplasia/cathecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (ARVD/CPVT, n. 11), long QT syndrome (LQTS, n. 4), sick sinus syndrome (SSS, n. 5), Brugada syndrome (BrS, n. 1). We identifyed 11 mutations in 9 athletes (an ARVD athlete was compound heterozygote for the PKP2 gene and an HCM athlete was double heterozygote for the MYBPC3 and TNNT2 genes): 3 known mutations related to LQTS, HCM and ARVD, respectively, and 8 novel mutations, located in the SCN5A, RyR2, PKP2, MYBPC3 and ACTC1 genes. The new mutations were absent in ~800 normal chromosomes and were predicted “probably damaging” by in silico analysis. Patch clamp analysis in channelopathies indicated for some mutation abnormal biophysical behavior of the corresponding mutant protein. Conclusion: Genetic analysis may help distinguish between physiology and pathology in athletes with clinically suspected heart disease

Il Disturbo dello Spettro Autistico: la dieta come terapia non-convenzionale

Il disturbo dello spettro autistico (ASD) comprende un gruppo di disturbi psichiatrici del neuro-sviluppo caratterizzati da deficit nelle interazioni sociali, comunicazione interpersonale, comportamenti ripetitivi e stereotipati e può essere associato a disabilità intellettive. L’ASD ha esordio precoce nei primi tre anni di vita con andamento per lo più cronico. Per diversi decenni, l'autismo è stato descritto come un disturbo psichiatrico infantile ed è stato definito "schizofrenia infantile". Inizialmente si pensava che fosse innescato dal comportamento psicopatologico dei genitori e in particolare dal comportamento della madre nei confronti del figlio. Nel 1943, Leo Kanner caratterizzò per la prima volta diversi casi di autismo descrivendo il comportamento dei bambini tra i 2 e gli 8 anni. Questi bambini erano caratterizzati da deficit nelle interazioni sociali e nella comunicazione e nelle abilità tra cui l'evitamento del contatto visivo, difficoltà nel comprendere le emozioni degli altri, iper o ipo-reattività, interessi focalizzati e comportamenti ripetitivi e stereotipati. Poiché la manifestazione clinica dell'autismo può differire in modo significativo tra i pazienti, inizialmente sono state descritte varie patologie tra cui autismo infantile precoce, autismo infantile, autismo di Kanner, autismo ad alto funzionamento, autismo atipico, disturbo pervasivo dello sviluppo non altrimenti specificato, disintegrazione dell'infanzia e disturbo di Asperger. Questo gruppo di disturbi è attualmente compreso nel disturbo dello spettro autistico (ASD). Le manifestazioni cliniche principali dell'ASD riguardano la comunicazione e l’interazione sociale reciproca, che risultano compromesse e i modelli di comportamento, repertorio limitato, stereotipato e ripetitivo di interessi o attività e rigidità di pensiero. Queste caratteristiche cliniche possono essere causate da una varietà di anomalie genetiche e fattori ambientali e possono anche sovrapporsi temporaneamente ad altri disturbi tra cui la sindrome di Rett. L'ASD può anche essere associata a comorbilità neurologiche, genetiche, mediche e psichiatriche (epilessia, problemi gastrointestinali, problemi del sonno, depressione, disturbo bipolare, disturbi d’ansia, il disturbo ossessivo-compulsivo, l’ADHD, disabilità intellettiva e disturbi della coordinazione). Moderne tecniche di neuro-imaging ed esami condotti con il microscopio ottico hanno messo in evidenza anomalie nelle dimensioni cerebrali, e anomalie funzionali e strutturali, che interessano la sostanza grigia, la sostanza bianca, il sistema limbico (amigdala e ippocampo), le aree corticali frontali e temporali e il cervelletto. Le cause genetiche dell'ASD sono state identificate per la prima volta da studi epidemiologici su popolazioni umane con diagnosi di autismo, hanno dimostrato che la prevalenza di autismo tra fratelli era 18 volte superiore rispetto alla popolazione generale, suggerendo l'esistenza di un fattore di ereditarietà familiare. Inoltre, lo squilibrio nel rapporto sessuale tra i casi di ASD, con 5 maschi colpiti per ogni femmina affetta, ha portato alla proposta di una segregazione legata a un cromosoma sessuale e all'implicazione di geni le cui variazioni sono espresse in modalità recessiva legata al sesso. Il secondo argomento a favore delle cause genetiche dell'ASD si basa sull'osservazione di un cambiamento nel tasso di concordanza tra gemelli monozigoti e dizigoti, che è stato trovato essere del 70% -90% nei gemelli monozigoti rispetto a un tasso inferiore di 0% -30% per i gemelli dizigoti. In terzo luogo, l'esistenza di aberrazioni cromosomiche rilevate in pazienti con ASD indica anche cause genetiche. Infine, studi sull’intero genoma hanno portato all'identificazione di numerosi geni di suscettibilità ASD che si trovano su vari cromosomi, in particolare 2q, 5p, 7q, 15q, 17q e sul cromosoma X. Inoltre, alcuni pazienti con ASD hanno mostrato variazioni nei geni sindromici mendeliani. L'identificazione delle variazioni dei geni che codificano per la neuroligina (NLGN4X e NLGN3X) nei pazienti con ASD ha suggerito che le proteine ​​coinvolte nella formazione delle sinapsi e nella trasmissione sinaptica svolgono un ruolo importante nell'eziologia dell'ASD. Allo stesso modo, sono state rilevate rare variazioni nella codifica dei geni preposti alla produzione di proteine ​​coinvolte nella struttura sinaptica, nella trascrizione genica e nel rimodellamento della cromatina (ad es. NRXN1, CHD8, FOXP1 e SHANK3). I fattori ambientali, non sono specifici e riguardano l’esposizione a fattori teratogeni in epoca prenatale, uso di farmaci durante la gravidanza, l’uso di droghe o l’abuso di alcool, complicazioni durante il parto o postnatali, l’età dei genitori al momento del concepimento. Numerosi studi indicano che le persone affette da ASD presentano frequentemente un problema di selettività alimentare, di vario grado, e comportamenti disfunzionali durante il pasto, con conseguenze negative per la loro salute, risultando più esposti al rischio di non ricevere un apporto calorico adeguato e di incorrere in deficit nutrizionali (minerali e vitamine), e problemi gastrointestinali, in quanto questa anomalia nell’alimentazione comporta una forte rigidità nelle scelte alimentari e l’assunzione di un numero limitato di alimenti. Fattori neurofisiologici come l’alterazione della flora intestinale o la presenza di sintomi gastrointestinali, e i fattori comportamentali come l’alterata sensibilità sensoriale possono contribuire e influire sulla selettività alimentare. Come conseguenza vi è un peggioramento dei sintomi gastrointestinali, un’aumentata permeabilità intestinale a sostanze esogene potenzialmente neurotossiche e ciò influenza la maturazione del sistema immunitario e del sistema nervoso centrale con peggioramento della sintomatologia autistica. L’ASD rientra nella categoria delle malattie orfane, non esiste una cura. Lo scopo della presente tesi è quello di fornire una panoramica sugli approcci terapeutici multidisciplinari, in primis la terapia alimentare. La terapia include la combinazione di più trattamenti precoci con un valore preventivo e mirati a migliorare la sintomatologia autistica. Il trattamento perché sia efficace deve essere precoce e dinamico ed ogni step va adattato alle singole necessità e ai singoli processi. Gli interventi riabilitativi principali sono quelli psico-educazionali, le terapie mediche-farmacologiche e gli interventi dietetici (la Dieta Chetogenica, la Dieta priva di glutine e di caseina, l’assunzione di latte di cammello, curcumina, probiotici, la riduzione dell’assunzione di additivi alimentari). Tuttavia è sicuramente necessario approfondire, attraverso ulteriori studi prospettici controllati con campioni di maggiori dimensioni, ulteriori aspetti che permettano di poter formulare raccomandazioni sulla dieta ASD ideale

PATHOLOGICAL EVIDENCE OF EXTENSIVE LEFT-VENTRICULAR INVOLVEMENT IN ARRHYTHMOGENIC RIGHT VENTRICULAR CARDIOMYOPATHY

Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy (also known as arrhythmogenic right ventricular dysplasia) is characterized by adipose or fibroadipose tissue replacement of the right ventricular myocardium, whereas the left ventricle is substantively spared. Two cases of the disease with evidence of extensive left ventricular involvement at pathologic examination are described. Hearts from two patients who died suddenly showed full-thickness right ventricular fatty infiltration associated with extensive left ventricular involvement (greater than 50% of myocardial thickness). These findings might explain the reported clinical features of left ventricle dysfunction in a subset of patients with arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy. In view of the biventricular involvement of the disease, it should simply be termed "arrhythmogenic cardiomyopathy.

Functional significance of myocellular hypertrophy in dilated cardiomyopathy: histomorphometric analysis on 40 endomyocardial biopsies.

Dilated cardiomyopathy is characterized by an increase in myocardial mass. In order to study the functional significance of myocellular hypertrophy in dilated cardiomyopathy, 40 left ventricular endomyocardial biopsies were investigated, by comparing morphometrical data with functional indexes. The extent of myofibril volume fraction was directly associated with a better functional condition, as measured by ejection fraction (p < 0.01) and cardiac index (p < 0.05). Patients with oversize nuclei (nuclear area being > or = 70 microns 2) had a worse functional status (p < 0.05), as determined by ejection fraction and cardiac index. Finally, the extent of interstitial fibrosis was directly correlated to mean right atrial pressure (p < 0.01), right ventricular end-diastolic pressure (p < 0.02) and mean pulmonary artery pressure (p < 0.02). In conclusion, a worse functional status correlates with a reduced myofibril volume fraction and an oversize nuclear area, as in hypertrophic cells undergoing regressive changes

Impact of molecular diagnostics in an asymptomatic amateur athlete found to be affected by hypertrophic cardiomyopathy

The prevention of sudden cardiac death in asymptomatic athletes, unknowingly suffering from cardiac disease, is an important objective that involves many areas of the medical profession and of the healthcare systems in general. Here we report the case of an asymptomatic amateur athlete, who, in the setting of pre-participation screening to obtain clearance to take part in competitive sporting event, underwent cardiac clinical and instrumental examinations to ensure the absence of cardiomyopathy. Electrocardiography revealed mild repolarization abnormalities and echocardiography showed borderline septal wall thickness. Anamnestic and instrumental data suggested an underlying genetic alteration. Molecular analysis revealed double heterozygosity for mutations in the TNNT2 (c.832C>T; p.R278C) and MYBPC3 (c.2689_2690ins19nt; p.G897AfsX159) genes. Molecular analysis led to an accurate characterization of the cardiac alteration present in this athlete. This case report highlights that molecular analysis can reveal DNA alterations in asymptomatic athletes, which in many cases could cause sudden cardiac death. This and previous cases show that Clinical Molecular Biology is now an essential addition to the clinical and instrumental approach to the evaluation of cardiac wellness, which could otherwise remain obscure

RELATION OF COMPLEX VENTRICULAR ARRHYTHMIAS TO PRESENTING FEATURES AND PROGNOSIS IN DILATED CARDIOMYOPATHY

Abstract To evaluate whether complex ventricular arrhythmias relate to presenting features and prognosis of dilated cardiomyopathy, 104 patients were studied from 1977 to 1987. At diagnosis, the 19 patients with complex ventricular arrhythmias (18%), as compared to the 85 patients without (82%), had a higher incidence of palpitation (P less than 0.01), severe dyspnea (P less than 0.001) and atrial fibrillation (P less than 0.01). They showed also higher mean right atrial pressures (10 +/- 5 vs 6 +/- 4 mm Hg, P less than 0.001) and higher right ventricular end-diastolic pressures (11 +/- 4 vs. 7 +/- 4 mm Hg, P less than 0.001) than patients without complex ventricular arrhythmias. Histologic samples were collected from the 32 patients (31%) studied since 1984 and semiquantitatively graded. The 11 patients with complex ventricular arrhythmias showed a higher frequency of severe interstitial fibrosis than the 21 patients without (64% vs. 24%, P less than 0.05), but they were otherwise similar as to the frequency of marked myocellular hypertrophy, changes of myocardial regression, endocardial fibrosis, attenuation of myocytes, hyperplasia of smooth muscle cells and infiltration by inflammatory cells. During a follow-up of 3.8 +/- 3.5 years, 35 patients (34%) died. Mortality was 58% (11 out of 19) in patients with complex ventricular arrhythmias and 28% (24 out of 85) in patients without (P less than 0.025). These results show that complex ventricular arrhythmias in dilated cardiomyopathy are associated with impairment of function of the right heart and severe interstitial fibrosis of the left ventricle, rather than with left ventricular dysfunction. Presence of complex ventricular arrhythmias also seems to identify those at high risk for death