Periodic waves in bimodal optical fibers

We consider coupled nonlinear Schrodinger equations (CNLSE) which govern the propagation of nonlinear waves in bimodal optical fibers. The nonlinear transform of a dual-frequency signal is used to generate an ultra-short-pulse train. To predict the energy and width of pulses in the train, we derive three new types of travelling periodic-wave solutions, using the Hirota bilinear method. We also show that all the previously reported periodic wave solutions of CNLSE can be derived in a systematic way, using the Hirota method.Comment: 10 pages with 2 figures. "Optics Communications, in press

Comparative analysis of Illumina and Ion Torrent high-throughput sequencing platforms for identification of plant components in herbal teas

© 2018 Elsevier Ltd The rapid development of high-throughput sequencing (HTS) methods offers new opportunities for food quality control and identification of food components using the DNA barcoding approach (metabarcoding in cases of complex mixes). However, the protocols of DNA barcoding applied to food analysis are not yet fully established; testing and optimization are required to achieve the highest accuracy and cost efficiency. We report here a comparative study of the two most widely used sequencing platforms - Illumina and Ion Torrent - for composition analysis of herbal teas, and show that both technologies yield congruent results, both qualitatively and quantitatively. They have revealed the substitution of fireweed (Epilobium angustifolium L.) by Lythrum sp. in one of the samples. It was confirmed by classic methods of botanical analysis (anatomy and palynology). In most samples, undeclared components have been detected, such as bindweed (Convolvulus) and ragweed (Ambrosia), which are known toxic and allergy-causing plants

Дифференциация и субпопуляционный состав VEGFR2+ моноцитов крови и костного мозга при ишемической кардиомиопатии

Aim. To identify disturbances of differentiation and subpopulation composition of VEGFR2+ cells in the blood and bone marrow associated with the features of the cytokine profile in the blood and bone marrow in patients with coronary artery disease (CAD) with and without ischemic cardiomyopathy (ICM).Materials and methods. The study included 74 patients with СAD with and without ICM (30 and 44 people, respectively) and 18 healthy donors. In all patients with СAD, peripheral blood sampling was performed immediately before coronary artery bypass grafting, and bone marrow samples were taken during the surgery via a sternal incision. In the healthy donors, only peripheral blood sampling was performed. In the bone marrow and blood samples, the number of VEGFR2+ cells (CD14+VEGFR2+ cells) and their immunophenotypes CD14++CD16-VEGFR2+, CD14++CD16+VEGFR2+, CD14+CD16++VEGFR2+, and CD14+CD16-VEGFR2+ was determined by flow cytometry. Using enzyme-linked immunosorbent assay, the levels of VЕGF-А, TNFα, M-CSF, and IL-13, as well as the content of MCP-1 (only in the blood) and the M-CSF / IL-13 ratio (only in the bone marrow) were determined.Results. The content of CD14+VEGFR2+ cells in the blood of CAD patients with and without ICM was higher than normal values due to the greater number of CD14++CD16-VEGFR2+, CD14++CD16+VEGFR2+, and CD14+CD16++VEGFR2+. In the bone marrow of the patients with ICM, the content of CD14++CD16-VEGFR2+, CD14+CD16++VEGFR2+, and CD14+CD16-VEGFR2+ was lower than in patients with CAD without ICM, and the number of CD14++CD16+VEGFR2+ cells corresponded to that in the controls. Regardless of the presence of ICM in CAD, a high concentration of TNFα and normal levels of VEGF-A and IL-13 were observed in the blood. In CAD without ICM, an excess of MCP-1 and deficiency of M-CSF were revealed in the blood. In the bone marrow, the levels of VEGF-A, TNFα, M-CSF, and IL-13 were comparable between the groups of patients against the background of a decrease in the M-CSF / IL-13 ratio in the patients with ICM.Conclusion. Unlike CAD without cardiomyopathy, in ICM, no excess of VEGFR2+ cells and MCP-1 in the blood is observed, which hinders active migration of CD14+CD16++VEGFR2+ cells from the myeloid tissue, and a decrease in the M-CSF / IL-13 ratio in the bone marrow disrupts differentiation of other forms of VEGFR2+ cells, preventing vascular repair.Цель: установить нарушения дифференцировки и субпопуляционного состава VEGFR2+ моноцитов в крови и костном мозге во взаимосвязи с особенностями цитокинового профиля крови и костного мозга у больных ишемической болезнью сердца (ИБС), страдающих и не страдающих ишемической кардиомиопатией (ИКМП).Материалы и методы. В исследование вошли 74 больных ИБС, страдающих и не страдающих ИКМП (30 и 44 человека соответственно), и 18 здоровых доноров. У всех больных ИБС забор периферической крови производился непосредственно перед операцией коронарного шунтирования, а костного мозга – из разреза грудины во время операции. У здоровых доноров забирали только периферическую кровь.  В костном мозге и крови методом проточной цитофлуориметрии определяли численность VEGFR2+ моноцитов (CD14+VЕGFR2+ клеток) и их иммунофенотипов CD14++CD16-VEGFR2+, CD14++CD16+VEGFR2+, CD14+CD16++VEGFR2+, CD14+CD16-VEGFR2+, методом иммуноферментного анализа регистрировали концентрацию VЕGF-А, TNFα, M-CSF, IL-13, а также содержание MCP-1 (только в крови) и соотношение M-CSF/IL-13 (только в костном мозге).Результаты. Содержание CD14+VEGFR2+ клеток в крови у больных ИБС без кардиомиопатии и с ИКМП было выше нормы из-за большей численности CD14++CD16-VEGFR2+, CD14++CD16+VEGFR2+ и CD14+CD16++VEGFR2+ форм. В костном мозге у больных ИКМП содержание CD14++CD16-VEGFR2+, CD14+CD16++VEGFR2+ и CD14+CD16-VEGFR2+ форм было ниже, чем у больных ИБС без кардиомиопатии, а количество CD14++CD16+VEGFR2+ клеток соответствовало их числу в группе сравнения. Вне зависимости от наличия ИКМП при ИБС в крови отмечалась высокая концентрация TNFα, нормальный уровень VEGF-А и IL-13; при ИБС без кардиомиопатии – избыток МСР-1 и дефицит M-CSF в крови. В костном мозге концентрация VЕGF-А, TNFα, M-CSF, IL-13 была сопоставимой между группами больных на фоне снижения M-CSF/IL-13 у пациентов с ИКМП.Заключение. В отличие от ИБС без кардиомиопатии при ИКМП не формируется избыток VEGFR2+ моноцитов и МСР-1 в крови, что затрудняет активную миграцию CD14+CD16++VEGFR2+ клеток из миелоидной ткани, а снижение M-CSF/IL-13 в костном мозге нарушает дифференцировку остальных форм VEGFR2+ моноцитов, препятствуя репарации сосудов

Роль вегетативной нервной системы в стресс-индуцированном повреждении сердца

 Aim. To identify the role of the autonomic nervous system in stress cardiomyopathy in an experimental model of Takotsubo syndrome.Materials and methods. The study was carried out on 120 female Wistar rats. Stress modeling was performed by immobilizing animals on the back for 24 hours. Intact rats were used as controls. The rats were decapitated after termination of immobilization under general anesthesia with ether. Stress cardiomyopathy (SCM) was quantified by accumulation of 99mTc pyrophosphate radiopharmaceutical (99mTc PP) in the myocardium. The pharmacological agents used included the ganglionic blocker hexamethonium, administered five times at a dose of 20 mg / kg; guanethidine (50 mg / kg) administered subcutaneously once a day for three days, the last injection was performed 24 hours before immobilization; the muscarinic receptor antagonist atropine methyl nitrate (1 mg / kg); the α1-AR (adrenergic receptor) antagonist prazosin (2 mg / kg); the α2-AR antagonist yohimbine, administered at a dose of 2 mg / kg; the β1-AR antagonist nebivolol (1.2 mg / kg); the β2-AR antagonist ICI 118,551 (0.3 mg / kg); and the β3-AR antagonist L-748337 (0.1 mg / kg).Results. Three-day administration of guanethidine caused a decrease in the degree of 99mTc-PP accumulation in the heart by 35.9%. Hexamethonium did not affect the degree of SCM. The blockade of the muscarinic receptor caused an increase in accumulation of 99mTc-PP by 26.5%. Inhibition of α1-AR did not affect SCM. The blockade of α2-AR caused a 2.2-fold increase in the accumulation compared with stress control. The blockade of β1-AR reduced 99mTc-PP accumulation by 2.5 times. The blockade of β2-AR by ICI 118,551 increased the degree of 99mTcPP accumulation by 34.6%. Inhibition of β3-AR had no effect on SCM.Conclusion. The adrenergic system and β1-adrenergic receptor play an important role in the development of SCM. The parasympathetic nervous system ensures resistance of the heart to stress.Цель. Оценка роли вегетативной нервной системы в стресс-индуцированном повреждении сердца в экспериментальной модели синдрома такотсубо.Материалы и методы. Исследование выполнено на 120 самках крыс линии Вистар. Каждая группа животных состояла из 12 особей. Моделирование стресса осуществляли с помощью иммобилизации животных на спине в течение 24 ч. В качестве контроля использовали интактных особей. Крыс декапитировали после прекращения иммобилизации под общим эфирным наркозом. Количественную оценку стресс-индуцированного повреждения сердца (СИПС) осуществляли по аккумуляции радиофармпрепарата 99mTc-пирофосфата (99mTc-ПФ) в миокарде. Фармакологические агенты вводили внутрибрюшинно: ганглиоблокатор гексаметоний вводили пятикратно в дозе 20 мг/кг; гуанетидин (50 мг/кг) – подкожно 1 раз/сут в течение 3 сут, последнюю инъекцию делали за 24 ч до иммобилизации. Остальные препараты (антагонист М-холинорецепторов атропина метилнитрат (1 мг/кг); антагонист α1-адренорецепторов (АР) празозин (2 мг/кг); антагонист α2-АР йохимбин (2 мг/кг); антагонист β1-АР небиволол (1,2 мг/кг); антагонист β2-АР ICI 118,551 (0,3 мг/кг); антагонист β3-АР L-748337 (0,1 мг/кг)) вводили 2 раза/сут с интервалом 12 ч.Результаты. Трехдневное введение гуанетидина вызвало уменьшение степени аккумуляции 99mTc-ПФ в сердце на 35,9%. Гексаметоний не оказал влияние на степень СИПС. Блокада М-холинорецепторов вызвала усиление аккумуляции 99mTc-ПФ на 26,5%. Ингибирование α1-АР не оказало влияния на СИПС. Блокада α2-АР вызывала усиление аккумуляции в 2,2 раза по сравнению со стресс-контролем. Блокада β1-АР снизила степень аккумуляции 99mTc-ПФ в 2,5 раза. Блокада β2 АР ICI 118,551 увеличила степень аккумуляции 99mTc-ПФ на 34,6%. Ингибирование β3-АР не оказало эффекта на СИПС.Заключение. Симпатоадреналовая система и, в частности, β1-адренорецепторы играют важную роль в развитии СИПС. Парасимпатическая нервная система обеспечивает устойчивость сердца к стрессу

ХИРУРГИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ МЕТАСТАТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ СЕРДЦА ПРИ РАКЕ ШЕЙКИ МАТКИ

Metastases to the heart are extremely rare, and the reported incidence of cardiac metastasis at autopsy ranges from 1.5 to 21.8  %. In cancer patients, cardiac metastases are usually difficult to  diagnose unless the patients do not complain of any related  symptoms. Common tumors with cardiac metastasis potential are  usually carcinomas of the lung, breast, and malignant lymphoma.  The prognosis of a metastatic heart tumor is unfavorable. The  average life expectancy for patients with this diagnosis is less than  six months. In addition, surgical treatment of primary cardiac tumors or metastatic cardiac tumors is associated with high risk of  perioperative lethality. Case report. We present a rare case of  cervical cancer metastasis to the heart in a 33-year-old woman.  Cytological examination revealed no evidence of disease recurrence  14 months after the completion of external beam radiotherapy.  Echocardiography showed a mass in the outflow tract of the right ventricle and findings of severe pulmonary hypertension.  omputed tomography and magnetic resonance imaging revealed a  large right ventricular thrombus. The patient underwent surgery with  artificial circulation. Pathohistological and immunohistochemical studies revealed metastasis of squamous cell carcinoma. The control  echocardiography showed decrease in pulmonary hypertension. No  evidence of right ventricular mass was detected. Conclusion. Cardiac metastasis should be included in the differential diagnosis in patients with complaints of dyspnea and chest pain, especially in cases with history of cancer. Surgical treatment of cardiac metastasis  contributes to the prevention of cardiopulmonary complications and  improvement of survival rates in this group of patients.Актуальность. Метастатическое поражение сердца – крайне редкая патология, частота которой по данным аутопсии онкологических больных составляет 1,5–21,8 %. Клинический  диагноз метастазов в сердце затруднен и не всегда устанавливается прижизненно.  Источником метастазов в сердце, как правило, являются злокачественные опухоли легких,  рак молочной железы, лимфомы. Прогноз неблагоприятен, средняя продолжительность  жизни таких пациентов, по данным различных авторов, составляет менее 6 мес.  Оперативное вмешательство по поводу первичных или метастатических опухолей сердца  сопровождается высокой периоперационной летальностью и требует взвешенного решения.  Представлено редкое клиническое наблюдение метастатического поражения правых камер сердца с последующей хирургической коррекцией.Описание клинического случая. Метастатическое поражение сердца у больной 33 лет,  страдающей раком шейки матки. Через 14 мес после завершения курса дистанционной  лучевой терапии по данным цитологии с рубца влагалища не было выявлено признаков  рецидива. При эхографическом исследовании обнаружено объемное образование правого желудочка с обструкцией выводного отдела, признаки выраженной легочной  гипертензии. По данным КТ и МРТ выявлен массивный тромбоз правого желудочка (ПЖ). По  жизненным показаниям было выполнено оперативное вмешательство в объеме удаления  новообразования правого желудочка в условиях искусственного кровообращения. При  гистологическом и иммуногистохимическом исследованиях операционного материала  выявлен метастаз плоскоклеточного рака. При контрольном эхокардиографическом  исследовании определялось снижение степени легочной гипертензии, признаков  новообразований полости ПЖ не выявлено.Заключение. Представленное клиническое наблюдение показывает, что метастатическое  поражение сердца необходимо включать в дифференциальный ряд у пациентов с жалобами  на одышку и боли в грудной клетке, особенно при наличии онкологического анамнеза.  Хирургическая коррекция метастатического поражения сердца способствует профилактике возможных сердечно-легочных осложнений, а также является вариантом  улучшения продолжительности жизни у данной группы пациентов

Взаимосвязь дооперационных показателей перфузионной сцинтиграфии миокарда и флоуметрии маммарокоронарных шунтов у больных с ишемической кардиомиопатией

Objective. The purpose of this study was to determine the association between preoperative myocardial perfusion data (obtained by SPECT) with transit time blood flow characteristics in left internal mammary artery (LIMA) to left anterior descending artery (LAD) grafts in patients with ischemic cardiomyopathy.Methods. The study group consisted of 57 patients with ischemic cardiomyopathy. Intraoperative transit-time flow measurement (TTFM) of LIMA-LAD grafts were performed in all patients. All patients were also examined with preoperative stress and rest myocardial perfusion SPECT with 99m Tc-MIBI. Anastomotic patency was considered satisfactory with a normal waveform of blood flow, diastolic-dominant blood filling, and a mean flow value greater than 11.5 ml/min.Results. All 57 patients with LIMA-LAD grafts were divided into two groups; those with graft satisfactory patency (n = 40) and those with unsatisfactory patency (n = 17) as determined by TTFM. We found differences among these groups in values of global summed rest score (20.7 ± 7.5 vs. 29.8 ± 4.0; p = 0.002), global total perfusion deficit (TPD) at rest (32.0 ± 11.4 vs. 43.0 ± 7.2; p = 0.01), and regional TPD at rest in the LAD territory (20.7 ± 7.5 vs. 29.8 ± 4.0; p = 0.002). Additionally, the flow characteristics were different in patients with and without surgical left ventricle reconstruction (Q (ml/min): 17 (11.5, 40.8) vs. 47 (25, 69.5), p = 0.013; PI: 3.9 (3.2, 7.4) vs. 2.4 (2.0, 3.6), p = 0.001; DF (%): 63.5 (44.5, 70.8) vs. 74 (66.0, 79.7), p = 0.019). TPD at rest was the best predictor of the LIMA-LAD graft satisfactory: area under curve = 0.771, cut-off value = 26.85 with 83.3% sensitivity and 78.1% specificity.Conclusions. Preoperative myocardial perfusion characteristics are associated with blood flow in LIMA-LAD graft in patients with ischemic cardiomyopathy. TPD at rest (assessed globally and in the LAD region) as well as global SRS value are potential predictors of early graft failure.Цель исследования: определение связи между предоперационными показателями перфузии миокарда по данным ОФЭКТ (ПСМ) и характеристиками кровотока по маммарокоронарным шунтам (МКШ) по данным интраоперационной флоуметрии у пациентов с ишемической кардиомиопатией (ИКМП).Материал и методы. В исследование вошло 57 больных с ИКМП. Всем пациентам была выполнена предоперационная ПСМ с 99mTc-MIBI и интраоперационная флоуметрия кровотока по МКШ. Вычислялись следующие численные показатели флоуметрии: объемная скорость кровотока (Q), индекс сопротивления (PI), и диастолическое наполнение (DF). Проходимость анастомоза считалась удовлетворительной при нормальной форме флоуметрической волны, диастолически-доминантном кровенаполнении и значении Q более 11,5 мл/мин.Результаты. Пациенты были разделены на 2 группы: с удовлетворительной (n = 40) и неудовлетворительной (n = 17) проходимостью шунта по данным интраоперационной флоуметрии. По данным ПСМ различия между группами были выявлены в показателях перфузии покоя (summed rest score, SRS) – 20,7 ± 7,5% и 29,8 ± 4,0%; p = 0,002, общего дефицита перфузии (total perfusion deficit, TPD) в покое – 32,0 ± 11,4 и 43,0 ± 7,2; p = 0,01 и TPD в покое на территории передней нисходящей артерии – 20,7 ± 7,5 и 29,8 ± 4,0; р = 0,002. Кроме того, показатели флоуметрии различались у пациентов с хирургической реконструкцией левого желудочка и без нее (Q: 17 (11,5, 40,8) и 47 (25, 69,5) мл/мин, p = 0,013; PI: 3,9 (3,2, 7,4) и 2,4 (2,0, 3,6), p = 0,001, DF: 63,5 (44,5, 70,8) и 74 (66,0, 79,7)%, p = 0,019). TPD в покое, равный 26,85, был лучшим предиктором удовлетворительного состояния шунта (AUC = 0,771, чувствительность 83,3%, специфичность 78,1%).Заключение. Предоперационные характеристики перфузии миокарда ассоциированы с показателями кровотока по МКШ у пациентов с ишемической кардиомиопатией. TPD в покое и SRS могут являться потенциальными предикторами ранней недостаточности шунта

ТАКТИКА АНТИСЕКРЕТОРНОЙ ТЕРАПИИ В ПЕРИОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ НА ФОНЕ МОНИТОРИРОВАНИЯ КИСЛОТНОСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

Purpose. The aim of this research is to study the intragastric pH changes in order to develop an algorithm of gastroduodenal complications prevention and treatment in patients undergone open heart surgery at our institution.Materials and methods. In a prospective randomized trial (180 patients) the method of predicting gastroduodenal complications was examined in coronary surgery patients based on the hypoxic test and intragastral pH monitoring.Results. The dynamics of intragastric pH during cardiac surgery and in the early postoperative period was analyzed; its correlation with clinical and laboratory data was studied.Conclusion. The algorithm for risk assessment, prevention and treatment of gastroduodenal complications was proposed. Цель. Изучение динамики интрагастрального рН на этапах кардиохирургической операции и в раннем послеоперационном периоде для обоснования алгоритма профилактики и лечения гастродуоденальных осложнений.Материалы и методы. В проспективном рандомизированном исследовании 180 больных, перенесших кардиохирургическую операцию в условиях искусственного кровообращения.Результаты. Проанализирована динамика интрагастрального рН на этапах кардиохирургической операции и в раннем послеоперационном периоде, изучена корреляция с клинико-лабораторными данными. Заключение. Предложен алгоритм оценки риска, профилактики и терапии гастродуоденальных осложнений.

Cytokine Imbalance as a Biomarker of Treatment-Resistant Schizophrenia

Treatment-resistant schizophrenia (TRS) is an important and unresolved problem in biological and clinical psychiatry. Approximately 30% of cases of schizophrenia (Sch) are TRS, which may be due to the fact that some patients with TRS may suffer from pathogenetically “non-dopamine” Sch, in the development of which neuroinflammation is supposed to play an important role. The purpose of this narrative review is an attempt to summarize the data characterizing the patterns of production of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines during the development of therapeutic resistance to APs and their pathogenetic and prognostic significance of cytokine imbalance as TRS biomarkers. This narrative review demonstrates that the problem of evaluating the contribution of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines to maintaining or changing the cytokine balance can become a new key in unlocking the mystery of “non-dopamine” Sch and developing new therapeutic strategies for the treatment of TRS and psychosis in the setting of acute and chronic neuroinflammation. In addition, the inconsistency of the results of previous studies on the role of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines indicates that the TRS biomarker, most likely, is not the serum level of one or more cytokines, but the cytokine balance. We have confirmed the hypothesis that cytokine imbalance is one of the most important TRS biomarkers. This hypothesis is partially supported by the variable response to immunomodulators in patients with TRS, which were prescribed without taking into account the cytokine balance of the relation between serum levels of the most important pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines for TRS

Первый клинический случай имплантации составного каркасного ксеноперикардиального биопротеза в митральную позицию

The article presents the first clinical case of the implantation of a composite frame xenopericardial bioprosthesis “MedEng-Bio” in the mitral position. The special design of the prosthesis implantation procedure simplifies and reduces the risks associated with possible repeated operations.В статье представлен первый клинический случай имплантации составного каркасного ксеноперикардиального биопротеза «МедИнж-Био» в митральную позицию. Особая конструкция протеза упрощает процедуру имплантации и позволяет уменьшить риски при возможных повторных операциях