Appropriateness, inappropriateness and waste of resources: Unfulfilled expectations?

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Precision medicine in heart failure no longer a visual theory but a realistic opportunity

Over the last decades, major advances in the understanding of pathophysiology in a wide spectrum of cardiovascular diseases provided several effective pharmacological and non-pharmacological therapies [1]. Along with novel rehabilitation and follow up strategies, these advances have improved the survival rate of cardiac diseases, globally, and contributed generally to a significant increase in life expectancy [2]. As a consequence, there is a parallel increase of patients suffering from challenging and multifaceted syndromes such as heart failure (HF). HF is a recognised pandemic disease, with a progressively increasing prevalence in the aging population [3]. It is a major public health issue, considering both its social and economic implications. HF patients are characterised by a high level of complexity because of the advanced age and the presence of multiple relevant comorbidities requiring dedicated polytherapy [1]. Therefore, overall mortality of HF patients is still unacceptably high, exceeding that of several neoplasms, carrying a risk of approximately 10% at 12 months from clinical onset [4]

Heart failure and anti tumor necrosis factor-alpha in systemic chronic inflammatory diseases.

Tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) antagonists have emerged as an effective therapy for patients with diseases as Crohn's disease, rheumatoid arthritis, and other chronic systemic inflammatory diseases. In the last years, there has been a growing interest in the role that inflammatory cytokines, which sustain the pathogenesis of these diseases, plays in regulating cardiac structure and function, particularly in the progression of chronic heart failure. In fact there is an increase of anti-TNF alpha levels in advanced heart failure but the treatment with anti-TNF alpha has been shown to worsen the prognosis of heart failure in randomized controlled trials. Patients with rheumatoid arthritis have an increased risk for cardiovascular disease and anti-TNF alpha therapy seems to be beneficial on the risk of cardiovascular disease. In Crohn's disease the increased risk of cardiovascular disease is controversial and therefore it is impossible to demonstrate an effect in reduction of the risk; however, heart failure in patients treated with anti-TNF alpha, despite in a small proportion, has been observed. On the basis of this observation, anti-TNF alpha therapy is contraindicated in patients with Crohn's disease and III-IV New York Heart Association heart failure class

HEAT SHOCK PROTEINS AND ULCERATIVE COLITIS: THE START OF A NEW ERA?

We read with great interest the article written by Abou El Azm and coworkers, published in the last issue of the Arab Journal of Gastroenterology [1]. In this article, the authors investigated the molecular expression of heat shock proteins (HSP) 70 and 90 in relation to the grades of inflammation and dysplasia in patients with ulcerative colitis (UC) before and after treatment. In this study, in agreement with other published studies [2–4], the authors not only found a potential role for HSP 70 and HSP 90 for assessment of the activity and prognosis of UC, but also such markers predicted the presence of dysplasia and differentiated it from reactive atypia [1]. HSP had been found not only a marker of active disease, thus considering UC as a ‘‘chaperonopathy by mistake’’, but also show a key role in the psychosocial setting in which inflammatory bowel diseases manifest themselves [5]. Furthermore, they could represent a new diagnostic tool to differentiate the different phenotypes of UC, thus allowing to tailor a targeted approach to better manage UC patients [6]. However, some unresolved issues still remain about the potential roles of HSP in both the acute and the longstanding disease. First, it should be interesting to assess the role of HSP in the infections associated to UC flares, like Clostridium difficile and Cytomegalovirus (CMV) infections. In fact, HSP could be investigated as a further marker of inflammation in case of severe and steroid-refractory disease; with regard to CMV infection, mucosal levels of HSP could differentiate when CMV plays a role of direct pathogen or when it represents merely a ‘‘silent bystander’’. Second, in longstanding UC, an integrated approach of colorectal cancer surveillance, by using the advanced endoscopic imaging together with mucosal markers, like HSP, could result in being markedly helpful, both to clinicians and pathologist. In fact, current guidelines recommend that image-enhanced endoscopy (IEE) may increase the yield of detection of dysplasia, thus representing a reasonable alternative to the random sampling of colon using standard white light [7]. The use of both IEE and new biomarkers, like HSP, predicting future occurrence of colonic neoplasia, could lead to a more centralised approach of UC patients, in which a ‘‘biomarker-based surveillance’’ might play a pivotal rol

Costruzione e sperimentazione di una turbina cross-flow per acquedotti

La memoria descrive una nuova micro turbina idraulica con capacità di regolazione della portata, per installazioni in piccoli corsi d’acqua, su acquedotti esistenti o a valle di impianti di depurazione delle acque. Viene inoltre descritta l’installazione del prototipo della turbina nella rete idropotabile di un comune siciliano

Un modello 1D-2D di acque basse per il calcolo della propagazione di piene naturali

Le equazioni 2D del Saint-Venant (SV), o delle acque basse (shallow water), si utilizzano ampiamente per le simulazioni idrodinamiche in fiumi, laghi, zone di estuari e zone golenali. Come ampiamente descritto in letteratura, in base ai termini che si trascurano nell'equazione del momento, si possono distinguere modelli completi, cinematici, diffusivi e a zero inerzia convettiva. Escludendo eventi estremi di shock, nella normalità dei casi relativi a fenomeni di inondazione, si possono trascurare i termini inerziali nell'equazione del momento, ottenendo il modello diffusivo. La scelta del modello da utilizzare dipende anche dalla disponibilità e dall'accuratezza dei dati di input (Smith et al., 2004), nonché dall'accuratezza richiesta ai risultati dal problema gestionale che motiva l'uso del modello. I dati di input sono per esempio la topografia, le proprietà idrauliche dei tratti di fiume e delle zone golenali, la conoscenza degli idrogrammi di ingresso. La soluzione del modello completo è molto sensibile all'errore commesso nella stima delle quote topografiche (Aricò et al., 2011), mentre il modello cinematico non è in grado di simulare processi di backwater. Nel presente lavoro si propone un modello diffusivo che è particolarmente adatto alla simulazione degli eventi di piena, quando il dominio di calcolo è costituito dalla parte centrale del canale, in cui si realizza una propagazione di tipo sostanzialmente monodimensionale, nonché dalle fasce laterali, dove la corrente può divagare secondo uno schema tipicamente bidimensionale. Il modello proposto è di tipo predizione-correzione e garantisce la conservazione della massa, sia localmente che globalmente. Le equazioni di governo sono risolte su mesh miste, composte da domini 2D, discretizzati con elementi triangolari, e da domini 1D discretizzati da elementi quadrilateri. Nei domini 1D si assume una quota piezometrica costante nella direzione normale al flusso, nonché la relazione fra il gradiente piezometrico e la portata data dalla legge di resistenza propria delle sezioni di forma complessa. I flussi scambiati lateralmente con il dominio 2D sono calcolati invece in base alla discretizzazione spaziale degli elementi triangolari. Ciò consente di calcolare il flusso principale, nella direzione dell'alveo, tenendo conto mediante la legge di resistenza anche degli sforzi turbolenti causati dai vortici con asse verticale all'interno dell'alveo, sforzi che altrimenti verrebbero trascurati anche applicando un tradizionale modello completo 2D di acque basse. Utilizzando la schematizzazione suddetta è altresì possibile evitare un drastico aumento della densità della mesh all'interno dell'alveo, altrimenti necessario per una corretta rappresentazione del fondo. Un ulteriore vantaggio dell'approccio diffusivo consiste nel fatto che l'onere computazionale risulta poco più che proporzionale al numero di elementi di calcolo e non vi è per la stabilità delle soluzione alcuna restrizione del passo temporale, in base al massimo numero di Courant calcolato nel dominio di calcolo. L'approccio diffusivo consente infine di trattare facilmente le discontinuità esistenti lungo gli elementi 1D a causa di briglie o salti, ovvero a causa di pareti laterali sub-verticali. Il sistema di equazioni di governo alle derivate parziali si risolve ad ogni livello temporale frazionandolo in un sistema di predizione ed uno di correzione. Si dimostra che il sistema di predizione ha le caratteristiche funzionali di un problema puramente convettivo, mentre quello di correzione ha le caratteristiche funzionali di un problema puramente diffusivo. L'input del modello è costituito, per il dominio 1D, dalla geometria delle sezioni trasversali degli elementi 1D, assegnate mediante serie di punti quotati, nonché dalle linee di livello e/o da singoli punti quotati per quanto concerne il dominio 2D. Il software denominato NETGEN (Schöberl, 1997), genera quindi una o più mesh triangolari, separate dai canali del dominio 1D. Questi vengono eventualmente frazionati in più elementi di lunghezza inferiore, mediante l'inserimento di nodi che sono condivisi sia dai lati dei triangoli adiacenti che dai lati degli elementi quadrilateri. Nel modello proposto, le celle di calcolo sono in numero pari al numero dei nodi computazionali. Per i nodi che si trovano nel dominio 2D la cella di calcolo coincide con il poligono di Voronoi definito intorno al nodo, per i nodi che appartengono sia al dominio 2D che ai canali 1D, la cella di calcolo è data dall'unione dei poligoni di Voronoi relativi ai triangoli che condividono i due nodi sul lato generico del canale ortogonale alla direzione dell'alveo, più la metà della superficie di ognuno dei due elementi quadrilateri che condividono lo stesso lato. Il problema di predizione si risolve mediante una tecnica ad avanzamento spaziale e temporale (MAST), dove i flussi sono calcolati seguendo un approccio di tipo Euleriano e dove le celle di calcolo sono risolte secondo un particolare ordine, che garantisce la conoscenza dei flussi entranti in ogni cella immediatamente successiva a quelle già risolte. Nel problema diffusivo i flussi sono calcolati risolvendo un sistema lineare con M-matrice, sparsa, simmetrica e definita positiva. La dimensione del sistema è pari al numero delle celle di calcolo. La formulazione proposta è in grado di gestire processi wetting/drying senza richiedere alcun trattamento specifico. L'applicazione della suddetta procedura MAST è stata proposta in passato, coerentemente con l'approssimazione diffusiva, ignorando la presenza dei risalti idraulici. Nel presente lavoro la presenza dei risalti, e la conseguente dissipazione di energia, viene invece ricostruita ipotizzando un movimento lento del risalto, ed individuandone la posizione all'interno di tre sezioni. La prima sezione deve corrispondere ad una corrente veloce, la terza ad una corrente lenta. Il risalto viene localizzato tra la prima e la seconda sezione se la spinta totale della seconda è minore della terza, fra la seconda e la terza viceversa. Nel problema di predizione la sezione iniziale del risalto viene trattata come una sezione di valle con condizione al contorno di diffusione nulla. Nel problema di correzione si trascura invece la diffusione nel canale compreso fra le due sezioni precedente e seguente il risalto

Myocarditis evolving in cardiomyopathy: When genetics and offending causes work together

Myocarditis is an infectious-inflammatory disease often superimposed to individual genetic background which could favour or inhibit its progression into a chronic heart muscle disorder (most often dilated cardiomyopathy, rarely arrhythmogenic, or right-sided cardiomyopathy). Post-myocarditis cardiomyopathy is likely caused by a complex interaction between the viral infection and an individual predisposition. Some viruses are able to highlight a clinical phenotype replicating a model similar to the genetically determined conditions, while other can affect the resolution or the progressive remodelling of the left ventricle after the infectious process. The identification of specific individual genetic backgrounds, or genes favouring the progression of the disease, are important future research goals for precision medicine aiming at a specific and individualized treatment for patients affected with myocarditis

Reverse remodeling in Dilated Cardiomyopathy: Insights and future perspectives

Dilated Cardiomyopathy (DCM) has been classically considered a progressive disease of the heart muscle that inexorably progresses towards refractory heart failure, ventricular arrhythmias and heart transplant. However, the prognosis of DCM has significantly improved in the past few years, mostly as the result of successful therapy-induced reverse remodeling. Reverse remodeling is a complex process that involves not only the left ventricle, but also many other cardiac structures and it is now recognized both as a measure of therapeutic effectiveness and as an important prognostic tool. Nevertheless, several aspects of reverse remodeling remain unclear, including the best timing for its quantification, its predictors and its interaction with individual genetic backgrounds. In this review, we summarize our current understanding of reverse remodeling in patients with DCM and provide practical recommendations for the clinical management of this challenging patient population