Illicit drug use has been a growing concern over the past few decades. The rise in use of illegal drugs drove the government and law enforcement to aggressively tackle this problem and crackdown on the illicit use of drugs. However, this sparked a further interest in ‘legal highs.’ Before 2011, among the newly popular ‘legal highs’ was ‘Bath Salts.’ Cathinone is a monoamine alkaloid and the active ingredient found in the leaves of the khat plant. The psychoactive form of bath salts may contain a mixture of synthesized cathinones, including, 4-methyl-N-methcathinone (mephedrone), 3,4-methylenedioxy-N- methylcathinone (methylone) and methylenedioxypyrovalerone (MDPV). These three are commonly found in bath salts. One of the major psychoactive ingredients in bath salts is mephedrone. Mephedrone grew in popularity due to its low price, accessibility, and the shortage of MDMA, thus making mephedrone the prime drug to sell as a ‘legal high’ up until 2011 when it became banned in the United S / Pharmaceutical Sciences

Le p-tert-octylphénol est un produit présent dans l’environnement et issu de la dégradation des alkylphénols éthoxylés. Ce composé a la capacité de se lier au récepteur œstrogénique et d’exercer ainsi un léger effet œstrogénique. Les objectifs de cette étude étaient de 1) développer une méthode d'identification de l'octylphénol dans le sang et les tissus à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse jumelée à la spectrométrie de masse, 2) caractériser la toxicocinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol chez le rat Sprague-Dawley mâle et femelle et 3) développer un modèle toxicocinétique à base physiologique permettant de décrire la cinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol inchangé. Pour ce faire, des rats mâle et femelle Sprague-Dawley ont reçu des doses uniques d’octylphénol par les voies intraveineuse, orale et sous-cutanée. Deux autres groupes ont reçu des doses répétées d'octylphénol par voie orale pour une durée de 35 jours consécutifs pour les femelles ou 60 jours pour les mâles. Les concentrations sanguines et tissulaires d’octylphénol ont été mesurées à différents moments après administration à partir d’une méthode d’analyse développée dans nos laboratoires dans le cadre de ce projet. Les expériences impliquant des administrations uniques ont montré que les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol étaient en général plus élevées chez les femelles que chez les mâles. Des expériences réalisées avec des microsomes hépatiques ont confirmé que ces différences étaient vraisemblablement reliées au métabolisme de l'octylphénol. Les expériences impliquant des administrations répétées ont montré qu'il n'y avait pas d'accumulation d'octylphénol dans l'organisme aux doses étudiées. Les résultats obtenus expérimentalement ont servi à développer et valider un modèle toxicocinétique à base physiologique. Ce modèle a permis de simuler adéquatement les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol suite à des expositions intraveineuses, orales et sous-cutanées. En conclusion, cette étude a fourni des données essentielles sur la toxicocinétique de l'octylphénol. Ces données sont nécessaires pour établir la relation entre la dose externe et la dose interne et vont contribuer à une meilleure évaluation des risques liés à l'octylphénol. / p-tert-Octylphenol is a degradation product of alkylphenol ethoxylates that can be found in the environment. It has been reported to act as a weak estrogenic compound by binding to the estrogen receptor. This study was undertaken to 1) develop a sensitive method for the determination of octylphenol in blood and various tissues using gas chromatography coupled with detection by mass spectrometry, 2) characterize the blood and tissues toxicokinetics of octylphenol in male and female Sprague-Dawley rats and 3) develop a physiologically-based toxicokinetic model for octylphenol that can describe/predict unchanged blood and tissues octylphenol concentrations in rats. Male and female Sprague-Dawley rats were given a single dose of octylphenol either by oral gavage, intravenous injection or subcutaneous injection. In a repeated dosing experiment, rats were given octylphenol (oral) daily for 35 days (female) or 60 days (male). Blood and tissue samples were collected at various time following the onset of exposure and analyzed for octylphenol content using a method developed in our laboratory. These results showed that blood and tissues octylphenol concentrations were generally higher in female than male rats. Experiments done with rat liver microsomes confirmed that these differences were related to octylphenol metabolism. The results of the repeated exposure study indicate that there is no bioaccumulation of octylphenol at these exposure levels. A physiologically-based pharmacokinetic model for octylphenol was developed and validated using the data obtained in female and male rats. The model simulates adequately blood and tissues octylphenol concentrations following oral, intravenous or subcutaneous exposure. In conclusion, this study provided essential data on the toxicokinetics of octylphenol. These data are essential to predict the relationship between the internal and the external dose of octylphenol and will facilitate the risk assessment of octylphenol in humans.

No description available.

Le p-tert-octylphénol est un produit présent dans l’environnement et issu de la dégradation des alkylphénols éthoxylés. Ce composé a la capacité de se lier au récepteur œstrogénique et d’exercer ainsi un léger effet œstrogénique. Les objectifs de cette étude étaient de 1) développer une méthode d'identification de l'octylphénol dans le sang et les tissus à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse jumelée à la spectrométrie de masse, 2) caractériser la toxicocinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol chez le rat Sprague-Dawley mâle et femelle et 3) développer un modèle toxicocinétique à base physiologique permettant de décrire la cinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol inchangé. Pour ce faire, des rats mâle et femelle Sprague-Dawley ont reçu des doses uniques d’octylphénol par les voies intraveineuse, orale et sous-cutanée. Deux autres groupes ont reçu des doses répétées d'octylphénol par voie orale pour une durée de 35 jours consécutifs pour les femelles ou 60 jours pour les mâles. Les concentrations sanguines et tissulaires d’octylphénol ont été mesurées à différents moments après administration à partir d’une méthode d’analyse développée dans nos laboratoires dans le cadre de ce projet. Les expériences impliquant des administrations uniques ont montré que les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol étaient en général plus élevées chez les femelles que chez les mâles. Des expériences réalisées avec des microsomes hépatiques ont confirmé que ces différences étaient vraisemblablement reliées au métabolisme de l'octylphénol. Les expériences impliquant des administrations répétées ont montré qu'il n'y avait pas d'accumulation d'octylphénol dans l'organisme aux doses étudiées. Les résultats obtenus expérimentalement ont servi à développer et valider un modèle toxicocinétique à base physiologique. Ce modèle a permis de simuler adéquatement les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol suite à des expositions intraveineuses, orales et sous-cutanées. En conclusion, cette étude a fourni des données essentielles sur la toxicocinétique de l'octylphénol. Ces données sont nécessaires pour établir la relation entre la dose externe et la dose interne et vont contribuer à une meilleure évaluation des risques liés à l'octylphénol. / p-tert-Octylphenol is a degradation product of alkylphenol ethoxylates that can be found in the environment. It has been reported to act as a weak estrogenic compound by binding to the estrogen receptor. This study was undertaken to 1) develop a sensitive method for the determination of octylphenol in blood and various tissues using gas chromatography coupled with detection by mass spectrometry, 2) characterize the blood and tissues toxicokinetics of octylphenol in male and female Sprague-Dawley rats and 3) develop a physiologically-based toxicokinetic model for octylphenol that can describe/predict unchanged blood and tissues octylphenol concentrations in rats. Male and female Sprague-Dawley rats were given a single dose of octylphenol either by oral gavage, intravenous injection or subcutaneous injection. In a repeated dosing experiment, rats were given octylphenol (oral) daily for 35 days (female) or 60 days (male). Blood and tissue samples were collected at various time following the onset of exposure and analyzed for octylphenol content using a method developed in our laboratory. These results showed that blood and tissues octylphenol concentrations were generally higher in female than male rats. Experiments done with rat liver microsomes confirmed that these differences were related to octylphenol metabolism. The results of the repeated exposure study indicate that there is no bioaccumulation of octylphenol at these exposure levels. A physiologically-based pharmacokinetic model for octylphenol was developed and validated using the data obtained in female and male rats. The model simulates adequately blood and tissues octylphenol concentrations following oral, intravenous or subcutaneous exposure. In conclusion, this study provided essential data on the toxicokinetics of octylphenol. These data are essential to predict the relationship between the internal and the external dose of octylphenol and will facilitate the risk assessment of octylphenol in humans.

xviii, 105 p. : ill. (some col.) / Restoration of riparian ecosystems in semi-arid riparian ecosystems requires an understanding of geomorphic, hydrologic and biologic factors and how they relate to vegetation. Such an understanding allows prioritization of restoration projects and avoidance of activities that are either unnecessary or likely to fail. In this dissertation I examined a suite of factors controlling distribution of vegetation types in the Sprague Basin, OR, and used those factors to predict potential for natural recovery. Factors ranged from basin-wide (e.g. floodplain width and slope) to local (e.g. topography, hydrology and soil texture). Results of historical analysis and photographic mapping showed that basin-wide vegetation types have remained generally stable since the early 1940s and that wide floodplains have been without woody vegetation since the late 1800s. The most prevalent changes in floodplain vegetation due to land use included reduction of shrub cover in moderately wide floodplains and associated increases in herbaceous vegetation. Soil moisture conditions were studied using piezometers and nested clusters of soil moisture tension meters. The interrelations among soil texture, elevation and distance from the channel, and vegetation (herbaceous and woody) characteristics in the riparian zone were examined along 75 transects using a generalized additive model for non linear factors and Hurdle analysis for abundance data. On the Sprague mainstem, fine soils with high recession rates supported abundant shrubs, while on the Sycan (Sprague tributary) coarse soils with readily available moisture and greater subsurface water movements supported abundant shrubs. Habitats in the Sycan were well colonized with new shrub seedlings though long term persistence was unlikely. Results show that riparian shrubs are unlikely to influence stream shade or bank stability on the mainstem Sprague whether they germinate naturally or are planted through restoration efforts, as shrubs near the channel are unlikely to persist long term. In the Sycan, germination and persistence are more likely than on the Sprague, though risks of predation, trampling from grazers, and fluvial action will be constant threats to near-channel shrubs. Results emphasize the need to understand factors controlling vegetation prior to restoration in any basin or stream segment. / Committee in charge: Patricia F. McDowell， Chairperson； W. Andrew Marcus， Member； Patrick Bartlein， Member； Scott Bridgham， Outside Member

No description available.

A seizure is defined as an abnormal electrical discharge from the brain that results in the affected area losing its normal function and reacting uncontrollably. A particular subset of seizures, known as absence seizures, are characterized by brief, paroxysmal losses of consciousness that are associated with bilaterally synchronous 3 Hz spike and wave discharges (SWDs) on electroencephalography (EEG). The optimal way to understand any disease state is to study it within the human. Unfortunately, well controlled experiments in humans are difficult due to small patient populations, treatment medications which alter the seizure, and the ethical problems associated with invasive experimental procedures. Animal models of absence seizures provide a means of avoiding the above difficulties but the model should mimic, as closely as possible, the human condition. The goal of this thesis was to develop an animal model of absence epilepsy that could be used to explore, non-invasively, the underlying mechanisms of absence seizures. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) was used to non-invasively monitor brain activity during absence seizures in various animal models. In this dissertation I report the development of a pharmacological rat model of absence seizures for use in fMRI investigations. Imaging was performed after absence seizure induction using γ-butyrolactone (GBL) and it was found that the cortico-thalamic circuitry, critical for the formation of SWDs, showed robust signal changes consistent with electroencephalographic recordings in the same animals. Since a major disadvantage of the GBL rat model is that it produces acute, drug-induced seizures, a genetic rat model with spontaneous absence seizures was subsequently developed for fMRI. EEG-triggered fMRI was used to identify areas of brain activation during spontaneous SWDs in the epileptic WAG/Rij rat strain under awake conditions. Significant signal changes were apparent in several areas of the cortex and several important nuclei of the thalamus. These results draw an anatomical correlation between areas in which there is increased fMRI signal and those where SWDs have been previously recorded using electrophysiologic techniques. One way in which absences differ between humans and both of these rat models is that the SWD frequency in humans is classically 3 Hz while in rats it varies from 7 to 11 Hz. Marmoset monkeys were found to model the human absence seizure condition better than other animals because GBL administration in these non-human primates results in the formation of 3 Hz SWDs. This monkey model was developed for awake functional imaging and changes in signal intensity in the thalamus and sensorimotor cortex correlated with the onset of 3 Hz SWDs. The change in BOLD signal intensity was bilateral but heterogeneous, affecting some brain areas more than others.

La vue est sans doute le plus important des sens. L'anatomie, l'histologie et la physiologie de l'œil normale chez les espèces de laboratoire adultes ont généralement été bien documentées. Cependant, les références décrivant les caractéristiques histomorphologiques du développement oculaire postnatal chez les animaux de laboratoire demeurent sporadiques et incomplètes. L'évaluation de tissus oculaires provenant d'animaux immatures peut être nécessaire lors d’études précliniques juvéniles de toxicité effectuées dans le but d’évaluer l'innocuité de médicaments destinés à la population pédiatrique. En effet, les données découlant d'études précliniques réalisées avec des animaux matures ne sont pas toujours jugées appropriées pour évaluer la toxicité d'un composé lorsqu'il est administré à des enfants. Cependant, la rareté des références histologiques sur le développement postnatal chez les animaux, ainsi que l'absence courante de témoins appariés selon l'âge pour les animaux sacrifiés de façon précoce lors d’études juvéniles, peuvent rendre difficile l'analyse des structures de l’œil en développement. Ainsi, l'objectif de cette thèse était de fournir des connaissances histologiques et immunohistochimiques (IHC) sur le développement oculaire postnatal, de la naissance au stade prépubère, chez le rat Sprague Dawley (SD), cochon domestique (DP), cochon miniature Göttingen (MP) et chien Beagle (BG). Les résultats de cette thèse ont démontré l'immaturité marquée de toutes les structures oculaires chez les rats SD et les chiens BG à la naissance et pendant la période postnatale. À la naissance, la rétine chez ces espèces altriciales était encore composée de la couche neuroblastique externe fœtale, et plusieurs étapes cruciales de la rétinogenèse, mises en évidence avec l’IHC, se sont produites lors des premières semaines de vie. D’autres évidences d'immaturité oculaire chez ces espèces incluaient la stratification de l’épithélium cornéen lors de l'ouverture des paupières et la présence de vestiges de la vascularisation hyaloïde. En revanche, les yeux des DP et MP, considérés comme une espèce précoce, étaient davantage développés à la naissance, néanmoins, d'importants changements de morphogenèse ont été observés lors de la période postnatale. Par exemple, la rétine du cochon néonatal présentait des photorécepteurs peu développés. Chez toutes les espèces examinées, la prolifération cellulaire et l'engagement des cellules dans le cycle cellulaire, mis en évidence avec Ki-67 et/ou PHH3, étaient prédominants dans la majorité des structures oculaires en développement. L'apoptose, démontrée avec l'IHC contre caspase-3 activé et/ou l'histochimie TUNEL, s’est avérée une caractéristique histologique clé à des âges précis de la rétinogenèse chez les rats SD et les chiens BG. Ce changement était aussi notable dans l'épithélium immature du cristallin du rat SD, ainsi que dans les vestiges hyaloïdes chez toutes les espèces. Enfin, des évidences d’activation non-apoptotique de caspase-3 ont été observées dans différents types cellulaires chez toutes les espèces. Les connaissances présentées dans cette thèse pourront servir de référence pour les pathologistes devant évaluer des structures oculaires en développement dans le cadre d'études précliniques de toxicité. Par ailleurs, les résultats de cette thèse ouvrent la voie pour des investigations plus approfondies sur le développement oculaire, particulièrement chez le chien et le cochon, qui pourront servir à des recherches futures en ophtalmologie pédiatrique. / Vison is arguably the most important of senses. The normal anatomy, histology, and physiology of the eye in mature laboratory species have generally been well documented, particularly in rodents. However, references addressing the histomorphological features of the postnatal ocular development in laboratory animals, notably in nonprimate large animal models, remain sporadic and incomplete. From a veterinary toxicologic pathology perspective, the evaluation of ocular tissues from immature animals may be needed during different types of preclinical juvenile animal toxicity studies conducted to assess the safety of xenobiotics on the pediatric population. Data from preclinical studies conducted in mature animals are often not deemed appropriate to evaluate the toxicity of a drug when administered to children, thus warranting the need to use juvenile animals. However, the paucity of histological references describing the postnatal development of laboratory animals, along with the common lack of age-matched controls when animals are unexpectedly sacrificed (or found death) early during juvenile studies, can render the analysis of developing ocular structures challenging. Thus, the objective of this thesis was to provide comprehensive histological and immunohistochemical (IHC) knowledge on the postnatal ocular development, using several age timepoints from birth to the peripubertal stage, in the Sprague Dawley (SD) rat, domestic pig (DP), Göttingen minipig (MP) and Beagle (BG) dog. Overall, the results from this thesis demonstrated the marked immaturity of all ocular structures in SD rats and BG dogs at birth and during the postnatal period. Notably, the retina at birth in these altricial species still contained the highly proliferative fetal outer neuroblastic layer, and critical retinogenesis events, highlighted with IHC, occurred rapidly during the first few weeks of life. Other noteworthy features of ocular immaturity in these species included the corneal epithelial stratification happening around the time of eyelid opening, the presence of hyaloid vascular remnants, and the globally poorly developed eye anterior segment. Contrastingly, the eyes of the DP and MP, considered a precocial species, were appreciably more developed at birth, although important ocular morphogenesis changes still occurred after birth. Importantly, the neonatal pig retina presented poorly developed cone and rod photoreceptors. In all examined species, cellular proliferation and the engagement of cells in the cell cycle, highlighted by Ki-67 and/or PHH3 IHC, were prominent in nearly all developing ocular structures for variable periods of time. Physiologically occurring apoptosis, highlighted by cleaved-caspase-3 IHC and/or TUNEL histochemistry, was a key histological feature of retinogenesis at specific age timepoints in SD rats and BG dogs, and was notable in the SD rat immature lens epithelium, as well as in regressing hyaloid vasculature remnants of all species. Lastly, evidence of nonapoptotic activation of caspase-3 was observed in different ocular cell types in all species. The information presented in this thesis will hopefully serve as general reference material for pathologists evaluating immature ocular structures in the context of preclinical toxicity studies. Moreover, the results pave the way for more in-depth investigations of specific ocular developmental events in nonprimate large animal models that may be useful for pediatric ophthalmology translational research.

No description available.

During mechanical ventilation the diaphragm experiences an extreme case of muscleunloading. In many cases this results in respiratory muscle dysfunctions making it difficult towean the patient off the ventilator. One component in this dysfunction is the accumulation ofintramyocellular lipids (IMCL) in the diaphragm muscle fibres. Using Oil Red O stainingsand confocal microscopy on rat diaphragm sections we have quantified this process. Theresults show a sudden increase in IMCL contents between 18 and 24 hours. No significantdifference between fibre types could be seen.