Material and mechanical properties of bones deficient for fibrillin-1 or fibrillin-2 microfibrils

The contribution of non-collagenous components of the extracellular matrix to bone strength is largely undefined. Here we report that deficiency of fibrillin-1 or fibrillin-2 microfibrils causes distinct changes in bone material and mechanical properties. Morphometric examination of mice with hypomorphic or null mutations in fibrillin-1 or fibrillin-2, respectively, revealed appreciable differences in the postnatal shaping and growth of long bones. Fourier transform infrared imaging spectroscopy indicated that fibrillin-1 plays a predominantly greater role than fibrillin-2 in determining the material properties of bones. Biomechanical tests demonstrated that fibrillin-2 exerts a greater positive influence on the mechanical properties of bone than fibrillin-1 assemblies. Published evidence indirectly supports the notion that the above findings are mostly, if not exclusively, related to the differential control of TGFβ family signaling by fibrillin proteins. Our study therefore advances our understanding of the role that extracellular microfibrils play in bone physiology and implicitly, in the pathogenesis of bone loss in human diseases caused by mutations in fibrillin-1 or -2.     

围栏条件下母体密度应激对根田鼠 F1代性器官指数的影响

为探讨自然条件下母体密度应激对根田鼠F1代性器官指数的影响,通过在围栏内建立不同密度的母体种群获得相应的F1代个体,以此建立了不同密度的子代种群,并测定了母体种群建群者的血浆皮质酮含量,将建立子代种群后剩余的F1代个体带回实验室饲养.实验结束后,测定了全部F1代个体的性器官指数及皮质酮含量.结果表明,高密度母体种群建群者的皮质酮含量显著高于低密度母体种群建群者;出生于高密度母体种群的F1代个体处于高密度子代种群,其性器官指数显著低于出生于低密度母体种群且处于低密度子代种群的F1代个体,而皮质酮含量显著高于后者;出生于高密度母体种群的F1代个体处于低密度子代种群,其性器官指数及皮质酮含量与出生于低密度母体种群且处于低密度子代种群的F1代个体间无显著差异.此外,实验室饲养条件下,出生于高密度和低密度母体种群的F1代个体间的睾丸指数无显著差异.本研究结果说明,在根田鼠种群中,单一的母体密度应激对子代的性器官指数无影响,但生前应激子代在性成熟后,当再次遭遇密度应激时,其性器官指数显著降低,母体密度应激和当前环境对种群的未来繁殖能力具有耦合效应.     

青藏高原芨芨草型温性草原不同土地利用方式的理论碳增汇潜力比较

于2009年7~8月对青藏高原芨芨草(Achnatherumsplendens)型温性草原主要分布区的4种土地利用类型──原生草地、退化草地、农田耕种和退耕还草区的土壤容重、土壤有机碳含量和植物地上、地下生物量进行对比研究,以探讨土地利用方式对青藏高原草地生态系统碳储垂向分布的影响.结果表明,土地利用方式显著影响着浅层(0~20 cm)土壤容重和地下生物量(P<0.05);农田耕种和退耕还草对土壤有机碳含量的影响程度可深达60cm;农田耕种区和退耕还草区的地上生物量极显著高于原生草地区和退化草地区(P<0.01);原生草地、退化草地、农田耕种区和退耕还草区的系统(植物+0~40 cm土壤)碳储分别为122.84、108.82、130.68和108.99 t?hm-2;以原生草地区地下系统碳储为参照,退化草地、农田耕种区和退耕还草区的增汇潜力分别为14.05、-6.38和14.88 t?hm-2,但增汇的时间效益和经济效益区别较大.     

灰飞虱与褐飞虱种内和种间密度效应比较

在人工气候室内比较研究了灰飞虱和褐飞虱在汕优63和秀水11上的种内和种间密度效应对其主要生物学参数的影响,结果表明两种稻飞虱均存在显著的种内竞争,主要表现为随着密度增加,若虫发育历期延长、若虫羽化率下降、雌成虫寿命缩短、每雌产卵量下降。种内密度效应与稻飞虱种类和寄主品种有显著互作关系,灰飞虱种内竞争较褐飞虱明显,二者在适宜寄主上种内竞争更为明显。同时,两种稻飞虱存在着显著的种间密度效应,主要表现为异种存在时的促进作用,即异种共存时若虫历期缩短、若虫羽化率提高、雌虫寿命延长、每雌产卵量增加。种间密度效应也与稻飞虱种类和寄主品种有显著互作关系,两种共存对灰飞虱的有利作用显著大于对褐飞虱的有利作用,在欠适宜寄主上种间互利效应更为明显。最后,本文对稻飞虱种内和种间密度效应的机制和进化意义进行了讨论。     

秦岭宁陕县森林植被碳储量与碳密度特征

以秦岭南坡中段宁陕县林区2003年二类森林调查资料为基础,采用政府间气候变化委员会(IPCC)推荐使用的森林碳储量估算方法,从森林类型、林种、年龄和林分起源的角度,对该林区森林植被碳储量和碳密度进行估算。结果显示:(1)宁陕县森林植被碳储量为12.31Tg(1Tg=1×1012 g),平均碳密度为66.36Mg/hm2(1Mg=1×106 g),其各乡镇森林植被碳储量和碳密度在空间上的分布不平衡。(2)各森林类型中针叶林总碳储量为0.71Tg,平均碳密度为64.11 Mg/hm2,阔叶林总碳储量为11.61Tg,占宁陕县总碳储量的94.3%,碳密度为67.65Mg/hm2。(3)各林种中防护林碳储量最大(8.13Tg),占宁陕县总碳储量的66%,特种用途林碳密度最大(81.43Mg/hm2)。(4)不同林分起源中,天然林碳储量为12.231Tg,占宁陕县总碳储量的99.3%,人工林碳储量较小。(5)不同年龄森林中未成熟森林(包括幼龄林、中龄林和近熟林)碳储量为12.13Tg,占总碳储量的98.5%,近熟林碳密度最大(80.14Mg/hm2),幼龄林碳密度最小(39.85Mg/hm2)。研究表明,宁陕县森林具有较大的固碳能力和固碳潜力,其森林面积和蓄积是决定森林碳储量大小的重要因子,而森林碳密度的大小与森林类型、年龄组成和林分起源方式密切相关。     

城市带状绿地结构类型与温湿效应的关系

利用小尺度定量测定的方法,选择北京典型的城市带状绿地--西四环旁侧4种不同内部结构以及5种不同郁闭度带状绿地(绿地宽度42 m)作为研究对象,研究带状绿地结构类型与温湿效应的关系.结果表明:与对照相比,草坪的降温增湿效应不显著,灌-草、乔-草和乔-灌-草绿地的降温增湿效果显著.当郁闭度为10%～31%时,绿地具有一定的降温增湿效应,但效应不显著;当郁闭度超过44%时,绿地降温增湿效应显著;当郁闭度超过67%时,绿地降温增湿效应显著且趋于稳定.     

吉林省森林生态系统的碳储量、碳密度及其分布

利用森林资源二类调查汇总数据和标准地实测数据,研究吉林省森林生态系统的碳密度、碳储量及其组分和分布特征.结果表明:吉林省森林生态系统碳储量为1827.293TgC,其中乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层的碳储量分别为439.152、5.195、45.600和1330.466TgC,分别占总碳量的24.1%、0.3%、2.5%和73.1%.吉林省森林生态系统碳密度为225.304MgC.hm-2,各层碳密度的大小顺序为土壤层(164.666MgC.hm-2)>乔木层(54.352MgC.hm-2)>枯落物层(5.644MgC.hm-2)>灌草层(0.643MgC.hm-2).不同类型森林生态系统碳储量在9.357～959.716TgC,碳密度在180.648～254.627MgC.hm-2之间,各林型分配特征表现为土壤层最大、灌草层最小.全省森林生态系统碳储量和碳密度的空间分布总体上为东部山区高、中西部平原地区低.吉林省森林中中龄林分比重大,若对现有森林加以更好的管理,可以增加其碳吸存潜力.     

围栏放牧下土壤-植被碳密度空间分布格局

对围封13年且放牧的冷季高寒矮嵩草草甸,进行了从围栏入口到内部不同距离植被和土壤碳密度状况的调查.结果表明:1)入口到50 m植被现存碳密度平均为1298.0gC·m-2,60～180m有所下降(平均为997.3 g C·m-2),200～300 m反而升高(平均为1285.5 g C·m-2).当年净初级生产碳密度分布趋势与其相同,0～50 m、60 ～180 m和200～300 m平均分别为742.5、571.0和745.7 g C·m-2.这种分布趋势与放牧过程中绵羊觅食频度和强度有关.一般在中央地带放牧强度大,绵羊觅食时间长,边缘地带受围栏效应或围栏外环境因素影响,放牧强度相对较弱,一定程度上对植被生长发育起到了保护作用,使边缘地带植被碳密度得到提高.2)从围栏入口到草场内部土壤碳密度变化趋势表现复杂,入口到100 m增加,100～170 m减小,然后略有升高.土壤碳密度最高值出现在95 m处(15.42 g C·m-2),最低值出现在170 m处(14.12 gC· m-2).目前尚不清楚为何出现这种格局,但至少认为,土壤有机质的动态转化过程受多种因素影响,与植被碳密度相比具有一定的迟滞效应.具体如何影响有机质的动态转化及其迟滞效应,有待进一步研究.     

密度梯度离心分离大鼠卵巢卵泡膜细胞

探讨用密度梯度离心法快速、有效地分离大鼠卵泡膜细胞.选取23～25 d雌性大鼠卵巢,用Percoll密度梯度离心法将卵泡膜细胞分离纯化,3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-hydroxysteroid dehydrogenase,3β-HSD)组织化学染色用于卵泡膜细胞纯度检测.分别用0.1 U/mL和1.0 U/mL卵泡刺激素(Follicle-stimulating hormone,FSH)及黄体生成素(luteinizing hormone,LH)处理细胞,无血清培养48 h后,酶联免疫法检测培养液中雄烯二酮和雌二醇的水平.分离所得细胞中,3β-HSD染色阳性细胞与总细胞数之比大于90％; LH组的雄烯二酮水平显著高于对照组和FSH组(P＜0.05),LH组中1.0 U/mL组的雄烯二酮水平又高于0.1 U/mL组.各组均未检测到雌二醇及孕酮.3β-HSD组织化学染色可快速有效地检验所分离的卵泡膜细胞的纯度,分离所得的卵泡膜细胞可对LH产生反应,且其中几乎没有混杂颗粒细胞.     

Serum resistin in older patients with hip fracture: Relationship with comorbidity and biochemical determinants of bone metabolism

Objectives

To determine the relationship of serum resistin concentrations to biochemical determinants of bone metabolism, comorbidity and outcomes in patients with hip fracture (HF).

Methods

In 256 consecutive patients (mean age 81.9 ± 7.8 years; 71.1% women) serum levels of resistin (determined by ELISA), biochemical parameters of bone turnover and mineral metabolism as well as routine haematological and biochemical parameters were measured. Clinical data were recorded prospectively.

Results

In multivariate analysis cervical HF (OR = 1.81; 95% CI 1.05–3.11), diabetes (OR = 2.60; 95% CI 1.23–5.51) and history of stroke (OR = 2.67; 95% CI 1.17–6.13) were significant independent predictors of higher resistin levels (?16.26 ng/ml, median value). The independent correlates of serum resistin levels in patients with cervical HF were serum osteocalcin and magnesium (both negatively associated) and in patients with trochanteric HF, serum PTH, calcium and age (all positively associated). Resistin and glomerular filtration rate were the only independent (inverse) predictors of serum osteocalcin. Resistin levels on admission did not predict short-term outcomes.

Conclusions

In older patients with HF there is a significant association of higher resistin levels with cervical fracture, type 2 diabetes and history of stroke, which is partly influenced by the reciprocal interaction between resistin and osteocalcin. However, the design of the study does not prove causality and further prospective studies are needed to clarify these relationships.