Hellenic National Archive of Doctoral Dissertations
Not a member yet
56257 research outputs found
Sort by
Studying the role of RANKL protein in mammary cancer and bone metastasis in transgenic mice
No full textRANKL, a cytokine belonging to the TNF superfamily, is known for its crucial role in osteoclast maturation and bone remodeling. Its activity has been linked to diseases associated with increased bone resorption, such as osteoporosis, and it has also been shown to influence mammary gland morphogenesis. Furthermore, its dysregulated expression is associated with breast cancer and bone metastasis. TgRANKL transgenic mice that overexpress the human RANKL protein (huRANKL) exhibit characteristics of pronounced osteoporosis as well as increased density in the mammary gland, allowing the study of RANKL-induced pathogenic mechanisms and the preclinical evaluation of drugs. Within the scope of this doctoral thesis, aiming to elucidate the role of RANKL in mammary cancer and bone metastasis, in vitro experiments were conducted to study the effect of RANKL on the viability of EO771 mammary cancer cells and on the expression of selected genes related to carcinogenesis and calcium signaling. Additionally, proteins with dysregulated expression or phosphorylation in EO771 cells upon RANKL stimulation were detected via proteomic analysis, to identify biological processes and pathways directly affected by RANKL. The effect of conditioned media derived from cells of the bone microenvironment on EO771 cell viability was also examined. Finally, in vivo EO771-induced mammary cancer and bone metastasis models were developed to study the impact of huRANKL overexpression on mammary carcinogenesis or mammary cancer-derived bone metastasis. In preclinical settings, we evaluated the efficacy of denosumab, a monoclonal antibody against huRANKL, in mammary cancer and bone metastasis models, as well as of the bisphosphonate zoledronic acid in bone metastasis. The overall approach of these experiments aims to clarify the role of RANKL in the development of mammary tumors and bone metastasis, as well as to preclinically evaluate its inhibitors for the treatment of breast cancer and bone metastases. The results of the in vitro experiments showed that RANKL significantly enhanced the viability of EO771 cancer cells and the expression of genes related to breast cancer, such as Stat5 and Ccnd1, as well as genes involved in calcium regulation that have been associated with the promotion of oncogenesis. The proteomic data demonstrated that RANKL stimulation leads to notable alterations in the protein landscape associated with cancer cell metabolism. In particular, there was an upregulation of proteins involved in mitochondrial function, organization, and lipid biosynthesis, alongside a decrease in the expression of proteins linked to oxidative phosphorylation. Phosphoproteomic analysis further indicated that RANKL primarily disrupts signaling pathways and biological processes related to chromatin structure and regulation, mRNA surveillance and processing, as well as the cell cycle. Additionally, it was observed that factors secreted by osteoclasts or bone marrow adipocytes, when present in the culture medium, enhanced the viability of EO771 cells. In vivo mammary cancer development via orthotopic transplantation of EO771 cells revealed that TgRANKL mice exhibited earlier onset of tumor formation as well as increased tumor burden compared to WT mice. Moreover, prophylactic administration of denosumab in TgRANKL mice delayed tumor development, indicating that early inhibition of RANKL/RANK signaling may have preventive benefits in breast cancer. However, therapeutic administration of denosumab after tumor formation failed to show beneficial results. Finally, the effect of huRANKL overexpression was examined in experimental models of bone metastasis via systemic injection of EO771 cells. Based on these findings, TgRANKL mice exhibited earlier onset and a higher burden of mammary cancer-derived bone metastasis, along with significant osteolysis of the cortical bone. Prophylactic administration of denosumab reduced both the frequency and progression of bone metastasis, offering protection against osteolysis, while therapeutic use of denosumab was effective mainly in limiting bone loss. Similarly, in the TgRANKL bone metastasis model, the bisphosphonate zoledronic acid was administered in both prophylactic and therapeutic regimens, producing comparable results to denosumab. These outcomes highlight the value of anti-osteoporotic treatments in preventing bone metastases. In summary, the results of this thesis demonstrate that activation of the RANKL/RANK signaling pathway amplifies the tumorigenic potential of EO771 cells by upregulating genes and proteins associated with carcinogenesis. Additionally, overexpression of huRANKL in vivo seems to drive both the progression of breast cancer and the formation of bone metastasis, highlighting the importance of the RANKL/RANK pathway as a therapeutic target for patients with breast cancer or bone metastases, particularly in a preventive context.Η κυτταροκίνη RANKL, μέλος της υπεροικογένειας TNF, είναι γνωστή για τον καθοριστικό της ρόλο στην ωρίμανση των οστεοκλαστών και την οστική αναδιαμόρφωση. Η δράση της έχει συνδεθεί με παθήσεις που σχετίζονται με αυξημένη οστική απορρόφηση, όπως η οστεοπόρωση, ενώ έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζει και τη μορφογένεση του μαστικού αδένα. Επιπλέον, η απορρυθμισμένη έκφρασή της συνδέεται με τον καρκίνο του μαστού και την οστική μετάσταση. Τα TgRANKL διαγονιδιακά ποντίκια που υπερεκφράζουν την ανθρώπινη πρωτεΐνη RANKL (huRANKL), εμφανίζουν χαρακτηριστικά έντονης οστεοπόρωσης αλλά και αυξημένη πυκνότητα στον μαστικό αδένα, επιτρέποντας την μελέτη των RANKL-επαγόμενων μηχανισμών παθογένεσης και την αξιολόγηση φαρμάκων σε προκλινικό επίπεδο. Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής, ήταν η διαλεύκανση του ρόλου του RANKL στον καρκίνο του μαστού και στην οστική μετάσταση. Για το λόγο αυτό πραγματοποιήθηκαν in vitro πειράματα για τη μελέτη της επίδρασης του RANKL στη βιωσιμότητα των ΕΟ771 κυττάρων καρκίνου του μαστού και στην έκφραση επιλεγμένων γονιδίων που σχετίζονται με την καρκινογένεση και τη σηματοδότηση ασβεστίου. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε πρωτεομική ανάλυση για την ανίχνευση πρωτεϊνών με απορρυθμισμένη έκφραση ή φωσφορυλίωση μετά από διέγερση των ΕΟ771 κυττάρων με RANKL, με σκοπό την αναγνώριση των βιολογικών διεργασιών και μονοπατιών που επηρεάζονται άμεσα από τον RANKL. Ακόμη, εξετάστηκε η επίδραση υπερκείμενων καλλιέργειας κυττάρων του οστικού μικροπεριβάλλοντος στη βιωσιμότητα των ΕΟ771 κυττάρων. Τέλος, αναπτύχθηκαν in vivo μοντέλα καρκίνου του μαστού και οστικής μετάστασης μέσω έγχυσης κυττάρων ΕΟ771, ώστε να μελετηθεί η επίδραση της υπερέκφρασης του huRANKL τόσο στη μαστική καρκινογένεση όσο και στη δημιουργία οστικών μεταστάσεων που προκαλούνται από τον καρκίνο του μαστού. Σε προκλινικές δοκιμές αξιολογήθηκε η δράση του μονοκλωνικού αντισώματος denosumab, έναντι του huRANKL, στο μοντέλο του καρκίνου του μαστού και στην οστική μετάσταση αλλά και του διφωσφονικού zoledronic acid στην οστική μετάσταση. Η συνολική προσέγγιση αυτών των πειραμάτων αποσκοπεί στην αποσαφήνιση του ρόλου του RANKL στην ανάπτυξη μαστικών όγκων και οστικής μετάστασης, αλλά και στην προκλινική αξιολόγηση αναστολέων του για την αντιμετώπισή του καρκίνου του μαστού και των οστικών μεταστάσεων. Τα αποτελέσματα των in vitro πειραμάτων έδειξαν ότι ο RANKL ενίσχυσε σημαντικά τη βιωσιμότητα των ΕΟ771 κυττάρων καθώς και την έκφραση των γονιδίων που σχετίζονται με τον καρκίνο του μαστού όπως Stat5 και Ccnd1 και γονιδίων που εμπλέκονται στη ρύθμιση του ασβεστίου και έχουν συσχετιστεί βιβλιογραφικά με την ογκογένεση. Για την περαιτέρω αποσαφήνιση της επίδρασης του RANKL στα ΕΟ771 κύτταρα πραγματοποιήθηκε πρωτεομική και φωσφο-πρωτεομική ανάλυση σε κύτταρα που καλλιεργήθηκαν απουσία ή παρουσία RANKL. Τα αποτελέσματα της πρωτεομικής ανάλυσης έδειξαν ότι η διέγερση των ΕO771 κυττάρων με RANKL επιφέρει σημαντικές αλλαγές στο πρωτεϊνικό προφίλ που σχετίζονται με τον μεταβολισμό των καρκινικών κυττάρων. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε αυξημένη έκφραση πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη μιτοχονδριακή λειτουργία και οργάνωση αλλά και με βιοσυνθετικές διεργασίες λιπιδίων, ενώ παράλληλα μειώθηκε η έκφραση πρωτεϊνών που σχετίζονται με την οξειδωτική φωσφορυλίωση. Όσον αφορά την φωσφο-πρωτεομική ανάλυση αποδείχθηκε ότι η διέγερση των ΕΟ771 κυττάρων με RANKL απορρυθμίζει κυρίως σηματοδοτικά μονοπάτια και βιολογικές διεργασίες που σχετίζονται με την οργάνωση και ρύθμιση της χρωματίνης, την επιτήρηση και επεξεργασία του mRNA και τον κυτταρικό κύκλο. Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι τα υπερκείμενα των καλλιεργειών οστεοκλαστών ή λιποκυττάρων του μυελού των οστών, αύξησαν τη βιωσιμότητα των κυττάρων ΕΟ771. Στα in vivo πειράματα επαγωγής καρκίνου του μαστού μέσω ορθοτοπικής μεταφοράς κυττάρων EO771, παρατηρήθηκε ότι στα TgRANKL ποντίκια η εμφάνιση των μαστικών όγκων ήταν ταχύτερη και η εξέλιξή τους δριμύτερη σε σύγκριση με τα ποντίκια αγρίου τύπου (WT). Επιπλέον, η προφυλακτική χορήγηση του μονοκλωνικού αντισώματος denosumab σε TgRANKL ποντίκια καθυστέρησε την ανάπτυξη των όγκων, υποδεικνύοντας ότι η έγκαιρη αναστολή της σηματοδότησης RANKL/RANK μπορεί να έχει προληπτικό όφελος στον καρκίνο του μαστού. Ωστόσο, η θεραπευτική χορήγηση denosumab μετά τον σχηματισμό των όγκων δεν έδειξε αποτελεσματικότητα. Τέλος, εξετάστηκε η επίδραση της υπερέκφρασης του huRANKL σε πειραματικά μοντέλα οστικής μετάστασης μέσω συστηματικής έγχυσης των ΕΟ771 κυττάρων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης ανάλυσης, παρατηρήθηκε ότι στα TgRANKL ποντίκια προάγεται η οστική μετάσταση, με ταχύτερη εμφάνιση και αυξημένο μεταστατικό φορτίο, ενώ παράλληλα προκαλείται εκτεταμένη οστεόλυση του φλοιώδους οστού. Η προφυλακτική χορήγηση του denosumab μείωσε την εμφάνιση και την εξέλιξη της οστικής μετάστασης, προστατεύοντας τα οστά από την οστεόλυση, ενώ η θεραπευτική χρήση του είχε ευεργετικά αποτελέσματα μόνο στον περιορισμό της οστικής απώλειας. Παράλληλα, στο TgRANKL μοντέλο οστικής μετάστασης χορηγήθηκε το διφωσφονικό zoledronic acid σε προφυλακτικό και θεραπευτικό σχήμα, παρουσιάζοντας παρόμοια αποτελέσματα με το denosumab, υποδεικνύοντας τη χρησιμότητα των αντι-οστεοπορωτικών θεραπειών στην πρόληψη οστικής μετάστασης. Συνοψίζοντας, τα ευρήματα της παρούσας διατριβής καταδεικνύουν ότι η ενεργοποίηση της σηματοδότησης RANKL/RANK ενισχύει τις προκαρκινικές ιδιότητες των κυττάρων EO771, οδηγώντας σε αυξημένη έκφραση γονιδίων και πρωτεϊνών που σχετίζονται με την καρκινογένεση. Επιπλέον, η υπερέκφραση του huRANKL in vivo φαίνεται να προάγει την ανάπτυξη καρκίνου του μαστού και την οστική μετάσταση, αναδεικνύοντας τη σημασία της οδού RANKL/RANK ως θεραπευτικού στόχου για ασθενείς με καρκίνο του μαστού ή οστικές μεταστάσεις, ιδιαίτερα σε προληπτικό πλαίσιο
Exploring individual and systemic dimensions of school and psychosocial adjustment of secondary school students in relation to vulnerability factors
No full textThe purpose of the research study is to examine vulnerability factors (negative life events and life adversities) in secondary school students’ lives and their possible relations with school and psychosocial adjustment factors. Moreover, an important goal of this study is to examine the protective role of resilience and positive school climate in relations to the possible negative outcomes of adversities in students’ school and psychosocial adjustment. The sample consisted of 560 adolescent students of junior high schools and high schools in the broader area of Athens. Vulnerability factors were assessed with the Life Events Questionnaire (Fthenakis & Minsel, 2002), as well as with certain data from the demographic questionnaire, which, according to the literature, may work aggravatingly for the individual. Furthermore, the following instruments were used: the Strengths and Difficulties Questionnaire (Goodman, 1994), in order to assess adolescents’ persceptions regarding difficulties of psychosocial adjustment, the Resilience Questionnaire (Neill & Dias, 2001) and the School Climate Questionnaire (Georgia School Climate Survey, GSCS, 2014) in order to assess the level of resilence and adolescents’ perceptions of school climate. The results of the study showed that negative life events are associated with increased psychosocial adjustment difficulties and more specifically, higher levels of internalizing and externalizing behavior problems. Also, key findings mention the protective role of school climate and resilience in internalizing behavior problems and the protective role of school climate in externalizing behavior problems, as well as the positive effect of school climate on prosocial behavior of adolescent students with further positive effects on their psychosocial adjustment. Further, good practices in the school context are also discussed.Σκοπός της παρούσας έρευνας αποτελεί η διερεύνηση παραγόντων ευαλωτότητας(αρνητικών γεγονότων ζωής και αντίξοων συνθηκών διαβίωσης) στη ζωή των μαθητών/τριών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, η μελέτη της ενδεχόμενης σχέσης τους με παράγοντες ψυχοκοινωνικής και σχολικής προσαρμογής καθώς και ο προστατευτικός ρόλος που αναμένεται να έχει η ψυχική ανθεκτικότητα και το σχολικό κλίμα στην παραπάνω αναφερόμενη σχέση. Το δείγμα της έρευνας αποτελούσαν 560 έφηβοι/έφηβες μαθητές/τριες της Α’ και Β΄ Γυμνασίου και Α΄ και Β΄ Λυκείου από σχολεία της ευρύτερης περιοχής των Αθηνών. Στους/στις εφήβους/ έφηβες μαθητές/τριες που συμμετείχαν στην έρευνα χορηγήθηκαν ερωτηματολόγια που διερευνούν τα αρνητικά γεγονότα ζωής που έχουν βιώσει τα τελευταία δυο χρόνια, την ύπαρξη ή μη δυσκολιών ψυχοκοινωνικής προσαρμογής, το επίπεδο ψυχικής ανθεκτικότητας που τους/τις χαρακτηρίζει καθώς και τις αναφερόμενες αντιλήψεις τους για ορισμένες διαστάσεις του σχολικού κλίματος. Ως παράγοντες ευαλωτότητας ερευνήθηκαν κυρίως τα αρνητικά γεγονότα ζωής τα οποία αξιολογήθηκαν με το Ερωτηματολόγιο Γεγονότων Ζωής (Fthenakis & Minsel, 2002) καθώς και ορισμένα δεδομένα από το ερωτηματολόγιο δημογραφικών στοιχείων τα οποία, σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, ενδέχεται να λειτουργήσουν επιβαρυντικά για το άτομο. Παράλληλα, για τους σκοπούς της έρευνας χρησιμοποιήθηκαν: το Ερωτηματολόγιο Δυνατοτήτων και Δυσκολιών -Strengths and Difficulties Questionnaire- (Goodman, 1994), το οποίο διερευνά προβλήματα - δυσκολίες ψυχοκοινωνικής προσαρμογής, το Ερωτηματολόγιο Ψυχικής Ανθεκτικότητας (Neill & Dias, 2001) και το Ερωτηματολόγιο Σχολικού Κλίματος (Georgia School Climate Survey, GSCS, 2014).Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι τα αρνητικά γεγονότα ζωής συνδέονται με αυξημένες δυσκολίες ψυχοκοινωνικής προσαρμογής και πιο συγκεκριμένα, με βάση τις υπό μελέτη μεταβλητές, υψηλότερα επίπεδα εσωτερικευμένων και εξωτερικευμένων προβλημάτων συμπεριφοράς. Επίσης, φαίνεται ο προστατευτικός ρόλος του σχολικού κλίματος και της ψυχικής ανθεκτικότητας στα εσωτερικευμένα προβλήματα συμπεριφοράς και ο προστατευτικός ρόλος του σχολικού κλίματος στα εξωτερικευμένα προβλήματα συμπεριφοράς ενώ αναδεικνύεται και η θετική επίδραση του σχολικού κλίματος στην προκοινωνική συμπεριφορά με θετική επίδραση στο βαθμό ψυχοκοινωνικής προσαρμογής των εφήβων μαθητών/ τριών. Τέλος, συζητούνται πρακτικές εφαρμογές των αποτελεσμάτων στο σχολικό πλαίσιο
La physiopathologie et la prise en charge diagnostique et thérapeutique de la gale humaine (scabiose) à travers les siècles
No full textOn August 13, 1834, at the Dermatological Clinic of Baron Jean-Louis Alibert (1768–1837), at the St. Louis Hospital in Paris, Corsican physician Dr. Simon-François Renucci (1794–1884) "triumphantly" displayed the Sarcoptes scabiei var. hominis in public. This breakthrough, and the subsequent unquestionable documentation of the parasitological etiology (pathogenesis) of scabies, has practically horizontally dichotomized the history and study of this disease. This point in time, the moment when the cryptogenicity of scabies is dismantled, creates a distinct bipartite schema in the study of its history, a schema consisting of two separate, epistemological and nosographic subsets. The long period before the (re)discovery of the Sarcoptes is dominated by humoral, dyscratic concepts. The period following the asseveration of the granite acarian pathogenetic theory –that was even improperly characterized as entomological– is distinguished by the prevalence of useful, locally applied anti-scabious treatment, the abandonment of centuries-old futile systemic treatments and the debunking of medical theories regarding visceral, generalized forms of the disease. At the same time, the discovery effectively acted as a prelude to the microbiological and infectious disease-related advances that medicine was to experience in the post-Pasteurian era, in the decades that followed. Furthermore, at a nosological level, it marked the beginning of the effective uprooting of the confusion between scabies and psoriasis. While, during the pre-acarian historical period, both the Greek term "ψώρα" and the Latin "scabies", or the equivalent linguistic Greek loanwords "psora, psore", contained an undifferentiated set of squamous and, generally, pruritic inflammatory skin diseases, with a clearly similar clinical semiology, the clarification of its pathogenicity contributed to the successful transformation of scabies into an absolutely specific, defined disease, ceasing altogether the disorienting, indiscriminate conceptual use of the term. The rupioid, ecthymatous, surreptitious, bullous/vesicular and (sub)ungual forms of scabies largely constitute its multiform clinical spectrum, with the constant, specific semiotic finding of the intraepidermal burrow and less frequent dermatological lesions, such as the pearloid vesicle, the scabious granuloma, and, in males, the scabious pseudo-chancre. On top of that, the infection of the external genital organs indicates the potential transmission of the disease between sexual partners, classifying it, since old times, as a venereal disease – although, for its transmission, i.e. the transfer of a small number of mites, the condition of sexual intercourse alone is generally sufficient, due to prolonged, direct, transdermal contact between the sexual partners. Pseudotypical forms of the disease have been recorded in the past. To name a few, there was grain itch (dermatitis Schambergi), a type of prurigo simplex caused by the mite of the lepidopteran larva, Pyemotes ventricosus, and the so-called (misnamed) “ulcerative scabies”, i.e., the superficial impetigo, which is of course a cutaneous bacterial infection that has nothing to do with ectoparasites. Finally, crusted (Norwegian) scabies was perhaps the last classic infectious dermatosis that divided the scientific community until the late 1950s, regarding the true unitarism of its etiopathology: until then, a number of dermatologists and zoologists believed, by analogy to the syphilography-related research and work of the eminent venereologists Philippe Ricord (1800–1889) and Benjamin Bell (1749–1806), and the correlative (correct) doctrine of the venereal duality or dualism of venereal diseases (i.e. non-uniformity or non-unity of the so-called syphilitic virus), that the cause of the specific form of cutaneous ectoparasitosis was not the common, human-affecting scabies mite, but a subspecies of it, and to be more precise, a different species of animal Sarcoptes, originating from wild, carnivorous animals. Due to its high frequency and timeless, universal and interclass nature, scabies is a model-disease for medical historians – a model, on the one hand, of the retrospective epistemological study of pathophysiological principles that have dominated clinical practice for centuries, such as the emblematic Hippocrates aphorism 46 of section II, "Of two pains occurring together, not in the same part of the body, the stronger weakens the other". And, on the other hand, it is a model of formerly dominant, old, nosological systems, whose embossed imprint in Therapeutics is still tangible to this day. I am referring to the schemes of natural diversion and medicinal revulsion. This thesis attempts to interpret the general concept of the internalization of scabies (retrocession or scabietic metastases) and, particularly, that of its exodermal, organic metastases. Alleged ectopic, visceral localizations of the disease –eterochthonous scabies– are attested from the Hippocratic Corpus until up to the third quarter of the 19th century. They were perceived as the aftermath of the healing of the conventional, (epi)dermal version of the disease. Scabies, therefore, was more than a monotropic skin condition throughout this centuries-long period. Besides the outlined, inherent, potentially "internalizable" morbidity of the disease, we are analyzing the presumed favorable function of scabies as a quasi-critical dermatopathy (or dermatopathia), i.e., capable of influencing –for the better, mostly – the outcome of intervening or inherent organic and systemic diseases of an inflammatory nature. The semantic context of psorotherapy as a pursued mite inoculation with curative potential on certain comorbidities is thus defined, with a reasoning like that of malaria therapy applied on the general paralysis caused by tertiary syphilis. As a result, the pursued, iatrogenic psoric infestation becomes a parallel, a precursing medico-historical equivalent of the more recent (first half of the 20th century) anti-neurosyphilic pyrotherapy. From a therapeutic point of view, the ancient sulfur therapy has, in practice, given way to the topical treatment with permethrin cream, which now appears to be superior even to that of orally administered ivermectin, displacing the hitherto effective topical benzyl benzoate emulsion even more. The cutaneous suspension Spinosad 0,9% w/w and the soon-to-be-approved moxidectin per os are emerging as the newest formulations to use. In addition to pharmacotherapy, the study of the history of scabies reveals one of the major achievements of folk medicine: that of the application of the abortive therapy of the disease by means of a needle and extraction of the adult, female, impregnated Sarcoptes scabiei from the intraepidermal burrows where it dwells. In France, for centuries before the official, definitive discovery of the human scabies mite (early 19th century), the proper practice of the enucleation of the inhabiting ectoparasite from the burrows drilled by it in the patient’s specific skin lesions by use of a sharp tool, i.e. the atypical “microsurgical” treatment of the disease, was the heritage and trust of the unrecorded folk knowledge of numerous ethnicities in China, Central and Latin America, Tuscany, Corsica, and in Asturias (Spain). This knowledge proved scientifically far more advanced than the established approaches of humoral medicine and its conventional treatment of the afflicted humors ridden with scabies.To conclude, in 1879, the American dermatologist Dr. Lucius Duncan Bulkley (1845–1928) stated that scabies exemplifies the advances in dermatology during the 19th century more than any other disease . Bulkley’s quote could easily serve as the subheading of this abstract, epitomizing the reason why we have focused on this particular period throughout this thesis.* If there is any one disease which more than another demonstrates the advances in dermatology during the present century (i.e., 19th), that disease is scabies, and this more than any other establishes the value of a correct diagnosis and properly devised and effectually administered local treatment [783].Η ιστορία της ψώρας πρακτικά διέπεται από μία διχοτόμηση που διαπερνά οριζόντια τη μελέτη αυτής και συνίσταται στη δημόσια, « πανηγυρική » επίδειξη του Sarcoptes scabiei var. hominis από τον Κορσικανό ιατρό, Δρα Simon-François Renucci (Ρενούκιο) (1794–1884), την 13ην Αύγουστου 1834, στη Δερματολογική Κλινική του βαρώνου Jean-Louis Alibert (1768–1837), στο Νοσοκομείο του Αγίου Λουδοβίκου, στο Παρίσι και στην επακολουθήσασα αναμφίλεκτη τεκμηρίωση της παρασιτολογικής της αιτιολογίας (παθογονίας). Το χρονικό αυτό σημείο κατάλυσης της κρυψιγένειας του νοσήματος αφορίζει ένα διάκριτο διμερές σχήμα στη σπουδή της ιστορίας του, αποτελούμενο από δύο κεχωρισμένα, ενιαία, γνωσιολογικά και νοσογραφικά υποσύνολα. Η μακραίωνη περίοδος που προηγείται της (επαν)ανακάλυψης του σαρκόπτη χαρακτηρίζεται από την δεσποτεία των χυμοπαθολογικών δυσκρασιακών αντιλήψεων, ενώ η εποχή που εκτείνεται από τη διατράνωση της αμετάθετης ακαριακής παθογενετικής θεωρίας – της προσδιορισθείσας καταχρηστικώς και ως εντομολογικής – και επέκεινα, διακρίνεται για την επικράτηση της λυσιτελούς τοπικής αντιψωριακής αγωγής, την απεμπλοκή από ανώφελες απ’ αιώνων συστηματικές θεραπείες και την κατερείπωση των ιατρικών θεωρημάτων περί σπλαγχνικών, γενικευμένων μορφών της νόσου. Παράλληλα δε, ενήργησε τελεσιουργώς ως το προοίμιο της μικροβιολογικής και λοιμωξιολογικής προόδου που έμελλε να γνωρίσει η Ιατρική στη μεταπαστεριανή εποχή, κατά τις αμέσως επόμενες δεκαετίες, ενώ σε νοσολογικό επίπεδο, εσηματοδότησε την απαρχή της ουσιαστικής άρσης της σύμφυρσης ψώρας και ψωρίασης. Κατά την προ του ακάρεως ιστορική περίοδο, τόσο ο ελληνικός όρος « ψώρα », όσο και ο ομόλογος λατινικός « scabies », ή τα ισοδύναμα γλωσσικά εκ της ελληνικής δάνεια « psora, psore », καθώς και η αντίστοιχη γαλλική λέξη gal(l)e, περιέκλειαν ένα αδιαφοροποίητο σύνολο λεπιδωδών, κατά κανόνα δε κνησμωδών δερματικών παθών, με παραπλήσια δηλονότι κλινική σημειολογία. Η καταύγαση της παθογένειας του πανάρχαιου οχληρού νοσήματος συνέβαλε άπαξ δια παντός στην αίσια μετατροπή της ψώρας σε μία εφεξής καθορισμένη παθολογική οντότητα· στην καθιέρωσή της, ως μίας απολύτως ειδικής αρχής δερματικής πάθησης, παύοντας ολωσδιόλου την αποπροσανατολιστική, άκριτη εννοιολογική χρήση του όρου. Η ρυπασματώδης, εκθυματώδης, κρυφία, πομφολυγώδης και υπωνύχια μορφή ψώρας συγκροτούν, εν πολλοίς, το πολυειδές κλινικό φάσμα αυτής, με σταθερό ειδικό σημειολογικό εύρημα την ψωρική αύλακα, και μικρότερης συχνότητας δερματολογικές βλάβες, εκείνες της μαργαροειδούς φυσαλίδας, των ψωρικών κοκκιωμάτων και επί άρρενος, του μη υγρώσσοντος, πεϊκού ψωρώδους ψευδοέλκους. Ο εκ προκρίσεως εδρασμός στα έξω γεννητικά όργανα συν τοις άλλοις, συνυποδηλοί την ιδιότητα της δυνητικής διασποράς μεταξύ συνεύνων (ερωτικών συντρόφων), με το νόσημα έκπαλαι να πρόσκειται προς τα σεξουαλικώς μεταδιδόμενα (αφροδίσια) πάθη. Αν και για τη μετάδοση – τη συνιστάμενη στη μεταγωγή ολιγάριθμων ακάρεων – αρκεί απλώς, η συνθήκη της ομοκοιτίας, λόγω συγχρώτισης, τουτέστιν παρατεταμένης, άμεσης διαδερμικής επαφής ανάμεσα στους συγκοιμωμένους (ομοκλίνους). Ως ψευδεπίγραφες μορφές της νόσου, ανεφάνησαν κατά το παρελθόν η "ψώρα ἐκ σιτηρῶν", που συνιστά είδος παρασιτικής κνήφης, οφειλόμενης στο άκαρι της νύμφης λεπιδοπτέρων, Pyemotes ventricosus (φθειροειδές το γαστρώδες ή αλλιώς, μεγακοίλιον το φθειροειδές), καθώς και η "ἑλκώδης ψώρα", που εσήμαινε το επιπολής μολυσματικό κηρίο. Η υπερκερατωσική (νορβηγική) ψώρα απετέλεσε την τελευταία ίσως κλασική μολυσματική δερματοπάθεια για την οποίαν εκυριάρχησε στην επιστημονική κοινότητα μία διχοστασία έως και τα τέλη της δεκαετίας του 1950, αναφορικά με τον αληθή μονισμό της αιτιοπαθογένεσής της, καθότι έως τότε, μερίδα δερματολόγων και ζωολόγων επίστευε, κατά συφιλιδογραφική αναλογία με το ερευνητικό έργο των διαπρεπών αφροδισιολόγων, Philippe Ricord (1800–1889) και Benjamin Bell (1749–1806), και το συναφές (ορθό) δόγμα περί του μη ενιαίου των αφροδισίων νοσημάτων (venereal duality), πως στην πρόκληση της εν λόγω ειδικής μορφής ακαρ(ε)οβριθούς δερματικής εκτοπαρασίτωσης, δεν ενέχετο το ίδιο με την απλή, κοινή ανθρώπεια ψώρα άκαρι, παρά ένα υποείδος αυτού, πόσω δε μάλλον, ένα αλλότριο είδος ζωικού σαρκόπτη, προερχόμενου εξ αγρίων, σαρκοβόρων ζώων. Η ψώρα, ως εκ του υψηλού επιπολασμού και της διαχρονικής, οικουμενικής, πανανθρώπινης και διαταξικής της παρουσίας, προβάλλει για τον ιστορικό της Ιατρικής ως νόσος – υπόδειγμα για την αναδρομική επιστημολογική μελέτη αφενός μεν παθοφυσιολογικών αρχών, που επί αιώνες κατίσχυσαν στην κλινική πράξη, όπως ο εμβληματικός Ιπποκράτειος αφορισμός (β΄ 46) « δύο πόνων ἅμα γιγνομένων μὴ κατὰ τὸν αὐτὸν τόπον, ὁ σφοδρότερος ἀμαυροῖ τὸν ἕτερον », αφετέρου δε άλλοτε κραταιών, παλαιών, νοσολογικών συστημάτων, των οποίων το ανάγλυφο αποτύπωμα στη Θεραπευτική ψηλαφάται αδρά έως τις ημέρες μας. Πρόκειται για τα σχήματα της φυσικής απαγωγής (diversion) και της φαρμακευτικής απόκρουσης – ανάκλασης (revulsion). Η παρούσα διατριβή αποπειράται να ερμηνεύσει την εν γένει έννοια της εσωτερίκευσης της ψώρας (οπισθοπορείας ή αναποδισμού), και ειδικότερα εκείνη των εξωδερματικών, οργανικών μεταστάσεών της. Υποτιθέμενες έκτοπες, σπλαγχνικές εντοπίσεις της δερματικής ψωρικής νόσου – ετερόχθονες ή ετερότοπες ψώρες – μαρτυρούνται από την Ιπποκράτειο Συλλογή, έως και το τρίτο τέταρτο του 19ου αι. Εξελαμβάνονταν δε ως απογεννήματα άκαιρης ίασης της αποδραμούσας, συμβατικής δερματικής εκδοχής του νοσήματος. Ώστε η ψώρα, καθ’ όλην αυτήν τη μακρά περίοδο, ήταν κάτι περισσότερο από μία μονότροπη πάθηση του δέρματος. Η δε διαδικασία εισδοχής – εισχώρησης της ψώρας « εις τα εντός », αφορίζει, γαλλιστί, την εμβληματική ιστοριατρική έννοια της « gale rentrée », ήτοι της παλινδρόμου ή « αποκρούστου – αποκρουσθείσας » ψώρας. Στον αντίποδα της σκιαγραφούμενης, εγγενούς, επί τα έσω τρεπομένης νοσηρότητάς της, αναλύεται η εικαζόμενη, ευνοϊκή λειτουργία της ιδίας της ψώρας αυτής καθεαυτήν, ως οιονεί κριτικής δερματοπάθειας, ήτοι δυνάμενης να επηρεάζει – κατά κανόνα επί τα βελτίω – την έκβαση παρεμβαλλομένων ή ενυπαρχουσών οργανικών και συστηματικών παθήσεων φλεγμονώδους φύσεως. Η υποτιθέμενη, ιδιοσυστασιακή ευεργετική – θεραπευτική ανυσιμότητα της (οξείας νόσησης εκ) ψώρας, αποκαλείται υφ’ ημών "ἀρσίνοσος". Ορίζεται, ωσαύτως, το σημασιολογικό πλαίσιο της ψωροθεραπείας, ως εκούσιου σαρκοπτικού ενοφθαλμισμού, προσπορίζοντος ιαματική δυναμική επί ορισμένων συννοσηροτήτων, σε μία συλλογιστική που προσιδιάζει στην ελονοσοθεραπεία της προϊούσας γενικής παράλυσης εκ τριτογόνου συφίλιδος. Ως εκ τούτου, η σκοπούμενη, ιατρογενής ψωρική λύμανση, αναδεικνύεται σε προσφυές, πρόδρομο ιατροϊστορικό ισοδύναμο της νεώτερης (πρώτο ήμισυ του 20ου αι.) αντινευροσυφιλιδικής πυρετοθεραπείας. Το "ἀλεξίνοσον" της ψώρας, δηλαδή η ιδιότητά της, εκτός του θεραπεύειν, να αποκρούει δια απαγωγής ως αλεξιτήριο άλλα, σοβαρότερα νοσήματα, για να μην προσβάλουν περαιτέρω τον υπ’ αυτής κατεχόμενο οργανισμό, είναι ένα γνώρισμα της ιστορούμενης δερματοπάθειας, εντασσόμενο στο πεδίο της Προληπτικής Ιατρικής, που απασχόλησε εκτενώς την εργογραφία των ιατρών, Διαμαντή Κοραή (1748–1833) και Αναστασίου Γεωργιάδη Λευκία (1773–1853).Από άποψης εφηρμοσμένης Θεραπευτικής, η αξιόμαχη θειοθεραπεία, καίτοι χρησιμοποιείται περιστασιακά (κυρίως στη Νότιο Αμερική), έχει δώσει στην πράξη τη θέση της στην τοπική αγωγή δια κρέμας περμεθρίνης, η οποία φαντάζει πλέον δεινότερη και αυτής ακόμη της από του στόματος χορηγούμενης ιβερμεκτίνης, εκτοπίζοντας όλο και περισσότερο το εισέτι ωφέλιμο γαλάκτωμα (χρίσμα) βενζοϊκού βενζυλίου. Το τοπικό εναιώρημα Spinosad 0,9% w/w και η προσεχώς εγκριθησόμενη μοξιδεκτίνη per os αναδύονται ως τα νεώτερα προς χρήση παρασιτοφθόρα σκευάσματα. Σε αντίθεση προς άλλους αντιλοιμώδεις παράγοντες (π.χ. αντιβιοτικά και μικροβιακή αντοχή, ή αρσενικόν και αρσενικοάντοχος σύφιλη), στον ρου της Ιστορίας της Ιατρικής και Φαρμακευτικής, ουδέποτε εσημειώθη αληθής θειοαντοχή στην αντιμετώπιση της ψώρας, με το ακαρ(ε)οκτόνο θείον (S) να αναδεικνύεται σε αείζωον φάρμακο. Πέραν της αμιγούς φαρμακοθεραπείας, η μελέτη της ιστορίας της ψώρας αποκαλύπτει ένα από τα μείζονα επιτεύγματα της ευθύφρονος δημώδους Ιατρικής : Εκείνο της εφαρμογής της εκτρωτικής της νόσου θεραπείας διαμέσου εξέλκυσης με καρφοβελόνη και σύλληψης του ενηλίκου, εγκύμονος θήλεος σαρκόπτη από τις υπ’ αυτού διαυλακισθείσες ενδοεπιδερμιδικές στοές, όπου ενδιατρίβει. Για αιώνες πριν από την επίσημη, οριστική ανεύρεση του ανθρώπειου ψωρικού ακάρεως στις αρχές του 19ου αι. στη Γαλλία, η προσήκουσα πρακτική της εκπυρήνισης του ενεχομένου νοσοποιού ζωαρίου από τις υπό του ιδίου ορυχθείσες κρύπτες, όπως αυτές αφορίζονται επί των ειδικών δερματικών ψωρι(α)κών αλλοιώσεων ανά τις πάσχουσες μοίρες του σώματος, ήταν κτήμα και καταπίστευμα της αθησαύριστης λαϊκής γνώσης πληθώρας εθνών σε Κίνα, Κεντρική και Λατινική Αμερική, Τοσκάνη, Λομβαρδία και στις Αστούριες της Ισπανίας. Η επιχειρούμενη εξαγωγή του σαρκόπτη από τις σήραγγες όπου κατασκηνοί, δίκην αγχέμαχου εργαλείου άτυπης μικροχειρουργικής αντιμετώπισης της νόσου, στα πεπειραμένα, θεληματικά χέρια ποιμενίδων στην ημιορεινή Νότιο Κορσική (Κύρνον), υπερακόντισε σε επιστημονικότητα τις αβέλτερες, καθεστηκυίες προσεγγίσεις της χρεωκοπημένης υγροπαθολογικής « επίσημης », κειμενικής (γαληνικής) Ιατρικής του 19ου αι., που περιδινιζόταν άπραγη γύρω από περισπούδαστες μεθόδους ατελέσφορης αποκατάστασης των δήθεν διεφθορότων, δριμέων, νοσοφόρων, "ψωρίων" χυμών. Τέλος, η συναρμογή της αναλυόμενης Φαρμακολογίας της αντίσπασης (révulsion), ως διαλαμβάνουσας την Φαρμακοδυναμική των επισπαστικών (φοινισσόντων) παραγόντων (π.χ. εκδόρια), με την αποκωδικοποίηση της θρυλούμενης κρατεράς αλεξινοσίας, που προσέδιδε στον ασθενή μία κατά το μάλλον ή ήττον αβληχρά, χρόνια ή υποξεία φλεγμονώδης, κνησμώδης δερματοπάθεια (όπως η ψώρα), ως οικειωθείσα μετά της γενικής « οικονομίας » του υπ’ αυτής κατεχομένου, πάσχοντος οργανισμού, επιτρέπουν την κατανόηση δύσληπτων ιατρικών παραμέτρων γύρω από την περίθαλψη/αντιμετώπιση της θανατηφόρου λοίμωξης (επιπλακείσα ιλαρική πνευμονία) του εκπεσόντος, πρώτου βασιλέα της Ελλάδας, Όθωνος Α΄ (1815–1867). Συγκεφαλαιώνοντας, ο Αμερικανός συφιλιδολόγος και Καθηγητής Δερματολογίας, Δρ. Lucius Duncan Bulkley (1845–1928), ο οποίος ειρήσθω εν παρόδω αποπειράθηκε να καθιερώσει τον παλαιό, φιλόδοξο αποστιγματιστικόν όρο (1891–4) syphilis insontium (ελληνιστί, « συφιλίς των “αθώων” »), εδήλωνε στα 1879, ότι η ψώρα προτυπώνει εξάπαντος, περισσότερο από οιαδήποτε άλλη πάθηση την πρόοδο που διημείφθη στη Δερματολογία κατά τον 19ον αι. Τούτο το απόφθεγμα* αποδεικνύει τον λόγο για τον οποίον καθ’ όλη την έκταση της διατριβής έχουμε εστιάσει δεόντως στη συγκεκριμένη χρονική περίοδο, τόσο στο εγχώριο, όσο και παγκόσμιο επίπεδο, και μπορεί να αποτελέσει τον επίτιτλο της προκείμενης Περίληψης. * If there is any one disease which more than another demonstrates the advances in dermatology during the present century (i.e., 19th), that disease is scabies, and this more than any other establishes the value of a correct diagnosis and properly devised and effectually administered local treatment [783]
Αξιοποίηση φυσικών βιοδραστικών συστατικών από οινολάσπες προς την ανάπτυξη προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας
No full textIn recent years, it is estimated that more than 190 million tons of agro-industrial by-products are produced globally each year. However, when these by-products are disposed of without further treatment, they are harmful and toxic to the environment and the living organisms. Although these residues can often harm the environment, they are also rich in bioactive compounds. Among the agro-industrial by-products, winemaking by-products, and especially wine lees, are produced on a large scale. Wine lees are the residues that precipitate in wine barrels, consisting mainly of dead yeast cells, organic acids, cellulosic compounds, lignin, proteins, phenolic compounds, and minerals. It is estimated that more than 1.2 million tons of wine lees are produced globally every year. However, they are potentially harmful to the environment due to their high chemical oxygen demand levels. On the other hand, they are rich in bioactive compounds, especially phenolic compounds. Phenolic compounds are well known for their numerous biological activities and health benefits, making the valorization of wine lees a particularly desirable option for the development of high-value-added products and applications. This thesis proposes the valorization of wine lees to produce bioactive extracts with diverse applications, especially in the food and packaging industries. More specifically, the extraction of wine lees using ultrasound-assisted extraction was optimized, and the phenolic profile of the extract was revealed. Moreover, an extensive characterization of the bioactivity of the extract was conducted, including its antioxidant and antimicrobial properties, as well as its inhibitory effect on enzymes of significant biotechnological interest. In addition, the extract was incorporated into chitosan films and encapsulated in alginate beads, aiming at the development of potential food packaging films and functional food ingredients. Furthermore, the extraction of wine lees’ anthocyanins using natural deep eutectic solvents (NADES), as environmentally friendly solvents, was also described. The anthocyanin-rich extract obtained with NADES was used as a functional ingredient for the development of smart pH-responsive chitosan films. The effect of the extract on the mechanical properties of the films and the pH-dependent color-changing response of the films was evaluated. Moreover, the ability of the fortified films to monitor the meat freshness was described. Wine lees were also used as a starting material for the enzyme-catalyzed production of phenolic polymeric products. The enzymatic treatment of the phenolic-rich extract was conducted using a laccase from Trametes versicolor. The polymerization process and the characteristics of the polymeric products were monitored by different spectroscopical and analytical techniques. The thermal stability of the phenolic polymers and their antioxidant activity were also evaluated. Finally, the polymeric products were incorporated into chitosan films to examine their potential use as alternative additives in food packaging applications. Based on the points discussed above, this thesis proposes the valorization of wine lees as a source of phenolic compounds for the development of high-value-added products, promoting the principles of zero-waste, sustainability and circular bioeconomy.Τα τελευταία χρόνια, εκτιμάται ότι παράγονται ετησίως περισσότεροι από 190 εκατομμύρια τόνοι αγροτοβιομηχανικών παραπροϊόντων σε παγκόσμια κλίμακα. Ωστόσο, όταν αυτά τα παραπροϊόντα εναποτίθενται χωρίς περαιτέρω επεξεργασία, είναι επιβλαβή και τοξικά για το περιβάλλον και τους ζωντανούς οργανισμούς. Αν και αυτά τα υπολείμματα μπορούν συχνά να είναι επιβλαβή για το περιβάλλον, είναι επίσης πλούσια σε βιοδραστικές ενώσεις. Μεταξύ των αγροτοβιομηχανικών παραπροϊόντων, τα παραπροϊόντα τα οποία προκύπτουν κατά τη διαδικασία της οινοποίησης, και ιδιαίτερα οι οινολάσπες, παράγονται σε πολύ μεγάλη κλίμακα. Οι οινολάσπες είναι τα υπολείμματα που καθιζάνουν σε βαρέλια κρασιού και αποτελούνται κυρίως από νεκρά κύτταρα ζύμης, οργανικά οξέα, κυτταρινούχες ενώσεις, λιγνίνη, πρωτεΐνες, φαινολικές ενώσεις και μέταλλα. Υπολογίζεται ότι περισσότεροι από 1.2 εκατομμύρια τόνοι οινολασπών παράγονται παγκοσμίως κάθε χρόνο. Ωστόσο, είναι δυνητικά επιβλαβείς για το περιβάλλον λόγω των υψηλών επιπέδων χημικά απαιτούμενου οξυγόνου (Chemical Oxygen Demand, COD). Από την άλλη πλευρά, οι οινολάσπες είναι πλούσιες σε βιοδραστικές ενώσεις, ιδιαιτέρως σε φαινολικές ενώσεις. Οι φαινολικές ενώσεις είναι γνωστές για τις πολυάριθμες βιολογικές τους δράσεις και τα οφέλη τους για την υγεία, καθιστώντας την αξιοποίηση των οινολασπών μια ιδιαίτερα επιθυμητή επιλογή για την ανάπτυξη προϊόντων και εφαρμογών υψηλής προστιθέμενης αξίας. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελεί μία πρόταση για την αξιοποίηση των οινολασπών προς την παραγωγή βιοδραστικών εκχυλισμάτων με διάφορες εφαρμογές, ειδικά στις βιομηχανίες των τροφίμων και της συσκευασίας τροφίμων. Πιο συγκεκριμένα, αρχικά βελτιστοποιήθηκε η εκχύλιση της οινολάσπης μέσω υποβοηθούμενης από υπερήχους εκχύλισης και προσδιορίστηκε το φαινολικό προφίλ του εκχυλίσματος. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε εκτενής χαρακτηρισμός της βιοδραστικότητας του εκχυλίσματος, συμπεριλαμβανομένων των αντιοξειδωτικών και αντιμικροβιακών ιδιοτήτων του, καθώς και των ανασταλτικών του επιδράσεων σε ένζυμα με σημαντικό βιοτεχνολογικού ενδιαφέρον. Επιπλέον, το εκχύλισμα ενσωματώθηκε σε μεμβράνες χιτοζάνης και ενθυλακώθηκε σε σφαιρίδια αλγινικού νατρίου, με στόχο την ανάπτυξη πιθανών μεμβρανών συσκευασίας τροφίμων και λειτουργικών συστατικών τροφίμων. Επιπλέον, περιεγράφηκε η εκχύλιση ανθοκυανινών από την οινολάσπη, χρησιμοποιώντας φυσικούς βαθείς ευτηκτικούς διαλύτες (NADES), ως νεωτερικούς διαλύτες. Το πλούσιο σε ανθοκυανίνες εκχύλισμα που ελήφθη με τη χρήση των NADES χρησιμοποιήθηκε ως λειτουργικό συστατικό για την ανάπτυξη έξυπνων μεμβρανών χιτοζάνης που ανταποκρίνονται στις αλλαγές του pH. Αξιολογήθηκε η επίδραση του εκχυλίσματος στις μηχανικές ιδιότητες των μεμβρανών χιτοζάνης και η εξαρτώμενη από το pH απόκριση της αλλαγής χρώματος των μεμβρανών. Επιπλέον, περιεγράφηκε η ικανότητα των εμπλουτισμένων μεμβρανών να ανιχνεύουν τη φρεσκάδα του κρέατος. Οι οινολάσπες χρησιμοποιήθηκαν επίσης ως αρχική ύλη για την παραγωγή φαινολικών πολυμερικών προϊόντων μέσω ενζυμικής κατάλυσης. Η ενζυμική επεξεργασία του πλούσιου σε φαινολικές ενώσεις εκχυλίσματος, πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τη λακάση από τον μύκητα Trametes versicolor. Η διαδικασία πολυμερισμού και τα χαρακτηριστικά των πολυμερικών προϊόντων αξιολογήθηκαν μέσω διαφορετικών φασματοσκοπικών και αναλυτικών τεχνικών. Αξιολογήθηκε επίσης η θερμική σταθερότητα των φαινολικών πολυμερών και η αντιοξειδωτική τους δράση. Τέλος, τα πολυμερικά προϊόντα ενσωματώθηκαν σε μεμβράνες χιτοζάνης ώστε να προσδιοριστεί η πιθανή χρήση τους ως εναλλακτικά πρόσθετα σε συσκευασίες τροφίμων. Με βάση τα σημεία που συζητήθηκαν παραπάνω, η παρούσα διατριβή προτείνει την αξιοποίηση των οινολασπών, ως πηγής φαινολικών ενώσεων για την ανάπτυξη προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας, προωθώντας τις αρχές των μηδενικών αποβλήτων, της βιωσιμότητας και της κυκλικής βιο-οικονομίας
The effect of probiotic supplements on glycemic control of type 2 diabetic patients
No full textType 2 Diabetes Mellitus (T2DM) remains a global health concern. Emerging evidence from clinical trials suggests that probiotic intervention may promote a healthy gut microbiome in people with T2DM, thereby improving disease management. The role of probiotic supplementation in the treatment of T2DM is controversial, due to the lack of consistency in studies, which may however be attributed to differences in probiotic composition, duration of probiotic administration, and administration dosage.However, the overall positive findings that have been reported in numerous studies combined with minimal adverse effects warrant further research into the potential use of probiotics as an adjunct to T2DM medications. The extraction of useful data for the use of probiotics in the management of T2DM, through the improvement of values related to the specific metabolic disease, both glycemic and lipid, may create an innovative addition to the quiver of the management of this metabolic disease.This doctorate aims to evaluate the effects of a multi-strain probiotic supplement (LactoLevureR (containing Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium lactis and Saccharomyces boulardii)) for a sufficient duration (a period of 6 months), mainly on glycemic control as well as on lipid levels, obesity markers and related changes in the gut microbiome, among people with T2DM living in Greece. A total of 91 adults with T2DM (mean [±SD] age 65.12 ± 10.92 years, 62.6% male) were randomized to receive the probiotic supplement or a matching placebo capsule, once daily, for 6 months. Biochemical analyses and anthropometric parameters were performed at the start of the protocol, at 3 and 6 months, while stool samples were collected at the start of the intervention and at 6 months (end of probiotic or dummy capsule intake). Significant reductions in glycated hemoglobin (HbA1c), fasting blood glucose (FBG) and total cholesterol (TC) were observed in participants receiving the probiotic supplement (n = 46) compared to the control group (n = 45), even after adjustment for greater reduction in obesity (waist circumference). In addition, the analysis of the intestinal microbiome (16S rRNA Sequencing / Next-generation sequencing (NGS) technology and Tax4fun2 functional analysis) showed that although there were no statistically significant differences in the diversity of the gut microbiome (a - and β-diversity), probiotic administration affected several genes, metabolites and key enzymes associated with diabetes. Overall, administration of the multi-strain probiotic LactoLevureR over a 6-month period in subjects with T2DM was well tolerated and had a positive effect on metabolic parameters, along with improvements in adiposity markers.Ο Σακχαρώδης Διαβήτης τύπου 2 (ΣΔ2) παραμένει μια παγκόσμια ανησυχία για την υγεία. Αναδυόμενα στοιχεία κλινικών δοκιμών υποδηλώνουν ότι η προβιοτική παρέμβαση μπορεί να προάγει ένα υγιές μικροβίωμα του εντέρου σε άτομα με ΣΔ2, βελτιώνοντας έτσι τη διαχείριση της νόσου. Ο ρόλος της χρήσης συμπληρωμάτων προβιοτικών στη θεραπεία του ΣΔ2 είναι αμφιλεγόμενος, εξαιτίας της έλλειψης συνοχής στις μελέτες, η οποία ωστόσο μπορεί να αποδοθεί σε διαφορές στη σύνθεση προβιοτικών, στη διάρκεια χορήγησης των προβιοτικών και στη δοσολογία χορήγησης. Ωστόσο, τα συνολικά θετικά ευρήματα που έχουν αναφερθεί σε πληθώρα μελετών σε συνδυασμό με ελάχιστες ανεπιθύμητες ενέργειες αποτελούν έδαφος για περαιτέρω ερευνητική αναζήτηση της πιθανής χρήσης των προβιοτικών ως επικουρική χορήγηση στη φαρμακευτική αγωγή για το ΣΔ2. Η εξαγωγή χρήσιμων δεδομένων για τη χρήση προβιοτικών στη διαχείριση του ΣΔ2, μέσα από τη βελτίωση τιμών σχετιζόμενων με τη συγκεκριμένη μεταβολική νόσο τόσο γλυκαιμικών, όσο και λιπιδαιμικών, πιθανά να δημιουργήσει μία καινοτόμο προσθήκη στη φαρέτρα της διαχείρισης αυτής της μεταβολικής νόσου. Η παρούσα διατριβή στοχεύει στην αξιολόγηση των επιδράσεων ενός συμπληρώματος προβιοτικών πολλαπλών στελεχών (LactoLevureR (που περιέχει Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium lactis και Saccharomyces boulardii)) για επαρκή χρονική διάρκεια (διάστημα 6 μηνών), κυρίως στον γλυκαιμικό έλεγχο καθώς και στα επίπεδα λιπιδίων, τους δείκτες παχυσαρκίας και σχετικές αλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου, μεταξύ ατόμων με ΣΔ2 που κατοικούν στην Ελλάδα. Συνολικά 91 ενήλικες με ΣΔ2 (μέση ηλικία [±SD] 65,12 ± 10,92 έτη, 62,6% άνδρες) τυχαιοποιήθηκαν για να λάβουν το προβιοτικό συμπλήρωμα ή μια αντίστοιχη κάψουλα εικονικού φαρμάκου, μία φορά την ημέρα, για 6 μήνες. Οι βιοχημικές αναλύσεις και οι ανθρωπομετρικές παράμετροι πραγματοποιήθηκαν στην έναρξη του πρωτοκόλλου, καθώς και στους 3 και 6 μήνες, ενώ τα δείγματα κοπράνων συλλέχθηκαν κατά την έναρξη της παρέμβασης και στους 6 μήνες (τέλος λήψης προβιοτικού ή εικονικής κάψουλας). Σημαντικές μειώσεις της γλυκοζυλιωμένης αιμοσφαιρίνης (HbA1c), της γλυκόζης αίματος νηστείας (FBG) και της ολικής χοληστερόλης (TC) παρατηρήθηκαν σε συμμετέχοντες που έλαβαν το προβιοτικό συμπλήρωμα (n = 46) σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου (n = 45), ακόμη και μετά από προσαρμογή για μεγαλύτερη μείωση της παχυσαρκίας (περίμετρος μέσης). Επιπροσθέτως, η ανάλυση του εντερικού μικροβιώματος (16S rRNA Sequencing / Next-generation sequencing (NGS) technology δηλαδή η τεχνολογία «αλληλουχίας επόμενης γενιάς» και Tax4fun2 λειτουργική ανάλυση) έδειξε ότι αν και δεν υπήρχαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην ποικιλομορφία του μικροβιώματος του εντέρου (α- και β-ποικιλομορφία), η χορήγηση προβιοτικών επηρέασε πολλά γένη, μεταβολίτες και βασικά ένζυμα που σχετίζονται με τον διαβήτη. Συνολικά, η χορήγηση του προβιοτικού πολλαπλών στελεχών LactoLevureR για μια περίοδο 6 μηνών σε άτομα με ΣΔ2 ήταν καλά ανεκτή και είχε θετική επίδραση στις μεταβολικές παραμέτρους, παράλληλα με βελτιώσεις στους δείκτες παχυσαρκίας
Ασφάλεια έξυπνου σπιτιού με χρήση του Διαδικτύου των Πραγμάτων, απειλές και αντίμετρα
No full textWith the rapid advancements in the Internet of Things (IoT) landscape, the integration of interconnected devices within residential environments has catalyzed the widespread emergence of smart homes. While these developments facilitate enhanced interoperability and automation, they simultaneously introduce intricate security challenges stemming from device heterogeneity and the complexity of underlying communication protocols. This dissertation systematically maps the cybersecurity landscape of smart home ecosystems, advancing beyond generalized perspectives to provide an in-depth examination of critical IoT device categories including digital voice assistants, smart televisions, augmented and virtual reality systems (AR/VR), intelligent locks, and environmental sensors.The study delineates representative threat vectors such as unauthorized system access, side-channel attacks, personal data exfiltration, firmware tampering, and device compromises. Furthermore, it critically evaluates current security mechanisms and methodologies designed to mitigate these risks, encompassing lightweight cryptographic protocols, multi-factor authentication (MFA) schemes, intrusion detection systems (IDS), and anomaly detection techniques, with the objective of fortifying system resilience against sophisticated adversarial behaviors.Beyond the purely technical facets, this work underscores the pivotal role of user awareness and education in sustaining secure smart home environments. Despite technological improvements in construction standards and living conditions, subjective perceptions of safety remain frequently insufficient, prompting intensified research efforts towards advanced protective technologies. Heightened insecurity, particularly in densely populated urban centers, has stimulated the application of Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML) methods for the development of intelligent threat prevention and response systems, thereby enhancing both physical and cyber security perceptions. Within this context, applications leveraging Deep Learning (DL) methodologies have emerged, transforming conventional residences into automated, adaptive, and secure infrastructures. The dissertation highlights DL’s dual contributions: enhancing cybersecurity in smart homes and enabling interdisciplinary breakthroughs in domains such as medicine, where remarkable outcomes are observed. Detailed exposition is provided on the backpropagation algorithm employed in both linear and nonlinear artificial neural networks, including a case study of the XOR problem as a classical demonstration of nonlinearity.Machine Learning demonstrates high efficacy in human activity analysis, particularly in facial recognition, which constitutes a foundational component for personalized management and security in smart home settings. The imperative for real-time processing of voluminous data, coupled with substantial computational demands, necessitates the deployment of fog and cloud computing paradigms to efficiently support image processing, face identification, and human silhouette recognition. Collectively, these subsystems form a comprehensive security framework grounded in DL architectures and ML-trained models. Based on the findings of this research, it is substantiated that the application of such technologies significantly advances the realization of fully secure residences, addressing an urgent societal need especially in light of escalating crime rates. Finally, the dissertation proposes avenues for future research aimed at further reinforcing IoT-enabled smart home security. Recommendations include the development of robust unified security standards, enhanced device authentication protocols, and the incorporation of intelligent intrusion detection mechanisms employing anomaly analytics and continuous learning. Addressing these technical challenges is essential for actualizing the vision of fully operational, secure, and threat-resilient IoT-enabled smart homes that safeguard user privacy and digital sovereignty.Με την ταχεία πρόοδο του Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT), η ενσωμάτωση διασυνδεδεμένων συσκευών στον οικιακό χώρο έχει προκαλέσει την ευρεία εξάπλωση των έξυπνων κατοικιών. Παρόλο που αυτές οι εξελίξεις διευκολύνουν την βελτιωμένη διαλειτουργικότητα και αυτοματοποίηση, παράλληλα εισάγουν σύνθετες προκλήσεις ασφαλείας, οι οποίες προκύπτουν από την ετερογένεια των συσκευών και την πολυπλοκότητα των υποκείμενων πρωτοκόλλων επικοινωνίας. Η παρούσα διατριβή χαρτογραφεί συστηματικά το τοπίο της κυβερνοασφάλειας στα οικοσυστήματα έξυπνου σπιτιού, προχωρώντας πέρα από γενικές προσεγγίσεις και προσφέροντας εις βάθος εξέταση κρίσιμων κατηγοριών IoT συσκευών, όπως οι ψηφιακοί φωνητικοί βοηθοί, οι έξυπνες τηλεοράσεις, τα συστήματα επαυξημένης και εικονικής πραγματικότητας (AR/VR), οι έξυπνες κλειδαριές και οι περιβαλλοντικοί αισθητήρες. Η διατριβή αυτή, περιγράφει αντιπροσωπευτικούς διαύλους απειλών, όπως η μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, οι επιθέσεις μέσω side-channel, η διαρροή προσωπικών δεδομένων, η παραποίηση firmware και ο συμβατότητα συσκευών. Επιπλέον, αξιολογεί κριτικά τους υφιστάμενους μηχανισμούς και μεθόδους ασφαλείας που έχουν σχεδιαστεί για τον μετριασμό αυτών των κινδύνων, συμπεριλαμβανομένων των πρωτοκόλλων ελαφριάς κρυπτογράφησης, των πολυπαραγοντικών μεθόδων ελέγχου ταυτότητας (MFA), των συστημάτων ανίχνευσης εισβολών (IDS) και των τεχνικών ανίχνευσης ανωμαλιών, με στόχο την ενίσχυση της ανθεκτικότητας έναντι εξελιγμένων απειλών. Πέρα από τις τεχνικές διαστάσεις, η παρούσα διατριβή τονίζει τον κρίσιμο ρόλο της ευαισθητοποίησης και εκπαίδευσης των χρηστών για τη διατήρηση ασφαλών περιβαλλόντων έξυπνου σπιτιού. Παρά τις τεχνολογικές βελτιώσεις στα κατασκευαστικά πρότυπα και τις συνθήκες διαβίωσης, η υποκειμενική αίσθηση ασφάλειας συχνά παραμένει ανεπαρκής, οδηγώντας σε εντατικοποίηση της έρευνας για προηγμένες τεχνολογίες προστασίας. Η αυξημένη ανασφάλεια, ιδιαίτερα στα πυκνοκατοικημένα αστικά κέντρα, έχει οδηγήσει στην αξιοποίηση τεχνικών Τεχνητής Νοημοσύνης (AI) και Μηχανικής Μάθησης (ML) για τον σχεδιασμό ευφυών συστημάτων πρόληψης και απόκρισης σε απειλές, ενισχύοντας την αίσθηση φυσικής και ψηφιακής ασφάλειας. Σε αυτό το πλαίσιο, έχουν αναπτυχθεί εφαρμογές που βασίζονται σε τεχνικές Βαθιάς Μάθησης (Deep Learning – DL), οι οποίες μετασχηματίζουν την παραδοσιακή κατοικία σε αυτοματοποιημένο, προσαρμοστικό και ασφαλές σύστημα. Η διατριβή εστιάζει στη διπλή συμβολή του DL: την ενίσχυση της κυβερνοασφάλειας και την διεπιστημονική εφαρμογή της σε πεδία όπως η ιατρική, όπου παρατηρούνται εξαιρετικά αποτελέσματα. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην αναλυτική παρουσίαση του αλγορίθμου backpropagation τόσο σε γραμμικά όσο και σε μη γραμμικά τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, καθώς και στη μελέτη του προβλήματος XOR ως κλασικού παραδείγματος μη γραμμικότητας. Η Μηχανική Μάθηση επιδεικνύει υψηλή αποτελεσματικότητα στην ανάλυση ανθρώπινης δραστηριότητας, με κορυφαία εφαρμογή στην αναγνώριση προσώπου, η οποία αποτελεί θεμελιώδη παράμετρο για την εξατομίκευση της διαχείρισης και της ασφάλειας σε περιβάλλοντα έξυπνου σπιτιού. Η ανάγκη για επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, σε συνδυασμό με αυξημένες απαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος, καθιστούν αναγκαία τη χρήση των υπολογιστικών υποδομών ομίχλης (fog) και υπολογιστικού νέφους (cloud computing), οι οποίες αξιοποιούνται για αποδοτική επεξεργασία εικόνας, αναγνώριση προσώπων και διάκριση ανθρώπινων σιλουετών. Τα προαναφερθέντα υποσυστήματα συγκροτούν ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο ασφάλειας βασισμένο σε αρχιτεκτονικές DL και εκπαιδευμένα μοντέλα ML. Με βάση τα ευρήματα της παρούσας μελέτης, τεκμηριώνεται ότι η εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών προωθεί σημαντικά την επίτευξη πλήρους ασφάλειας στην οικία, ανταποκρινόμενη σε ένα επείγον κοινωνικό αίτημα, ειδικά υπό το πρίσμα της αυξανόμενης εγκληματικότητας. Τέλος, η διατριβή προτείνει μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας για την περαιτέρω ενίσχυση της ασφάλειας στα έξυπνα σπίτια μέσω IoT. Οι προτάσεις περιλαμβάνουν την ανάπτυξη ενοποιημένων και ισχυρών προτύπων ασφαλείας, βελτιωμένων μεθόδων ελέγχου ταυτότητας συσκευών, καθώς και την αξιοποίηση ευφυών μηχανισμών ανίχνευσης εισβολών που βασίζονται σε τεχνικές ανάλυσης ανωμαλιών και συνεχή μάθηση. Η αντιμετώπιση αυτών των τεχνικών προκλήσεων είναι καθοριστική για την πραγματοποίηση του οράματος των πλήρως λειτουργικών, ασφαλών και ανθεκτικών σε απειλές έξυπνων σπιτιών με δυνατότητες IoT, που διασφαλίζουν την ιδιωτικότητα και την ψηφιακή κυριαρχία των χρηστών
Μεταβολικό Σύνδρομο σε σχέση με τη διατροφή σε νηστεύοντες με βάση την Ορθόδοξη Χριστιανική Εκκλησία και σε μη νηστεύοντες
No full textThe present study is the first to attempt to examine the effects of periodic vegetarianism followed by people who fast according to the Christian Orthodox Church (COC) recommendations to specific biochemical and anthropometric parameters, and more specifically on the metabolic syndrome. Fasting according to the COC regime covers in total 180-200 days annually, and is an interchange from a mixed to a vegetarian-type diet. COC fasting is characterized by increased consumption of fruits, vegetables, cereals, legumes and seafood including snails, while at the same time abstaining from the consumption of meat, eggs, fish and dairy products. Following these dietary recommendations one can identify the similarity with the Mediterranean Diet principles followed in Greece, as well as in other countries. In the present study it was found that people who follow this specific diet resulted in a significantly lower calorie, fat and total cholesterol intake, when compared to people who are non-fasters. Fasters seemed to have an overall healthier lifestyle, with statistically lower rates of smoking and alcohol consumption. Risk factors for metabolic syndrome were met more frequently by the non-fasting group. Thus, the prevalence of metabolic syndrome was more common in non-fasters when compared to fasters, with a marginal level of significance. Results from the present study showed that people who follow the recommendations of COC fasting for 180-200 days annually tend to follow a healthier diet and a healthier way of living. The COC fasting recommendations could be easily followed by the general population and/or from those who wish to follow a more plant-based diet as part of a healthy lifestyle, since there is no deficiency in micro- and macro- nutrients. As shown from the study, COC fasting recommendations can have a protective role against metabolic syndrome and/or contribute to its treatment. Hence, the COC fasting recommendations could be a part of a large-scale effective nutritional policy both at national and worldwide level. Finally, future studies with a larger sample size and/or a longitudinal follow-up of the same participants are crucial to confirm the long-term findings of the present study.Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που προσπαθεί να εξετάσει την επίδραση της περιοδικής φυτοφαγίας που ακολουθείται σύμφωνα με το ημερολόγιο νηστείας της Ορθόδοξης Χριστιανικής Εκκλησίας (ΟΧΕ), σε μία σειρά από βιοχημικές και ανθρωπομετρικές παραμέτρους και πιο συγκεκριμένα στο μεταβολικό σύνδρομο. Η τήρηση των κανόνων νηστείας μέσα στο έτος, δηλαδή η εναλλαγή από την κρεατοφαγία στη φυτοφαγία για 180-200 μέρες ετησίως, χαρακτηρίζεται από υψηλή κατανάλωση φρούτων, λαχανικών, δημητριακών, οσπρίων και θαλασσινών, ενώ παράλληλα παρατηρείται αποχή από την κατανάλωση κρέατος, αυγών, ψαριών και γαλακτοκομικών προϊόντων. Η ακολουθία αυτών των κανόνων διατροφής αποτελεί χαρακτηριστικό της Μεσογειακής Διατροφής που ακολουθείται στην Ελλάδα, όπως και σε άλλες χώρες. Στην παρούσα μελέτη βρέθηκε ότι τα άτομα που ακολουθούν αυτές τις διατροφικές συστάσεις είχαν σημαντικά μικρότερη πρόσληψη θερμίδων, λίπους και ολικής χοληστερίνης. Οι νηστεύοντες φαίνεται να είχαν ένα συνολικά πιο υγιεινό τρόπο ζωής, με στατιστικά χαμηλότερα ποσοστά καπνίσματος και κατανάλωσης αλκοόλ. Επίσης, τα κριτήρια κινδύνου για την εμφάνιση μεταβολικού συνδρόμου φαίνεται να πληρούνταν περισσότερο από την ομάδα των μη-νηστευόντων. Έτσι, η παρούσα μελέτη μας φανερώνει ότι ο επιπολασμός του μεταβολικού συνδρόμου βρέθηκε σε περισσότερους μη-νηστεύοντες συγκριτικά με τους νηστεύοντες. Στην παρούσα μελέτη βρέθηκε ότι τα άτομα που ακολουθούν τις συστάσεις της νηστείας 180-200 ημέρες το χρόνο, τείνουν να ακολουθούν ένα πιο υγιεινό τρόπο διατροφής και ζωής καθ’ όλη τη διάρκεια της χρονιάς. Οι συστάσεις της νηστείας της ΟΧΕ θα μπορούσαν εύκολα να ακολουθηθούν από τον γενικό πληθυσμό και κυρίως από εκείνους που επιθυμούν να ακολουθήσουν μία φυτοφαγική διατροφή στα πλαίσια ενός υγιεινού τρόπου ζωής, δεδομένου ότι δεν υπάρχει καμία ανεπάρκεια σε θρεπτικά συστατικά. Όπως φάνηκε επίσης από τη μελέτη αυτή, οι συστάσεις της νηστείας μπορούν να έχουν προστατευτικό ρόλο κατά του μεταβολικού συνδρόμου ή/και να βοηθήσουν στη θεραπεία του. Έτσι, οι διατροφικές συστάσεις της νηστείας της ΟΧΕ θα μπορούσαν να αποτελέσουν κομμάτι μίας μεγαλύτερης αποτελεσματικής διατροφικής πολιτικής σε εθνικό και παγκόσμιο επίπεδο. Τέλος, μελλοντικές μελέτες με μεγαλύτερο δείγμα ατόμων ή/και μία διαχρονική παρακολούθηση των ίδιων ατόμων κρίνεται απαραίτητη για να επιβεβαιώσουν τα μακροχρόνια πορίσματα της παρούσας μελέτης
Study of quality and authenticity of Greek honeys that come from different plants and bee races based on their phenolic content
No full textThe scope of this thesis was to study the quality and authenticity of Greek honeys based on their phenolic content. Initially, 132 honey samples were collected from Greece and other countries. Then, a gyroscopic analysis was performed to classify the honeys into the individual species, and the values of HMF, diastase activity, electrical conductivity, the total phenolic content, and the content of 23 individual phenolic compounds were determined. A comparison was made regarding the physicochemical characteristics, the total phenolic content, and the content of the individual phenolic compounds among Greek honeys of different botanical origins, between Greek honeys and honeys from other countries, as well as between honeydew honeys and blossom honeys. An authenticity study was carried out using various statistical tests and methods, and it was found that the phenolic compound chlorogenic acid can be used as a marker for Greek chestnut honey, homogentisic acid and 2-cis,4-trans-abscisic acid as markers for Greek arbutus honey, hesperidin as a marker for orange honey, and taxifolin as a marker for Cypriot thyme honeys. Also, by applying linear discriminant analysis (LDA), 90% correct classification was achieved for the Greek oak honeydew honey samples, using protocatechuic acid and gallic acid as independent variables. In part of the samples, which consisted of 7 types of honey, additional spectroscopic determination was carried out through Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), determination of the content of the main sugars, as well as a study of bioactivity through the determination of the activity of acetylcholinesterase and pancreatic lipase.Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη της ποιότητας και της αυθεντικότητας των Ελληνικών μελιών με βάση το φαινολικό τους περιεχόμενο. Αρχικά συλλέχθηκαν 132 δείγματα μελιού από την Ελλάδα και άλλες χώρες. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε γυρεοσκοπική ανάλυση για την ταξινόμηση των μελιών στα επιμέρους είδη, προσδιορίστηκαν οι τιμές HMF, διαστάσης, ηλεκτρικής αγωγιμότητας, το ολικό φαινολικό περιεχόμενο και 23 επιμέρους φαινολικές ενώσεις. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση ως προς τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά, το ολικό φαινολικό περιεχόμενο και την περιεκτικότητα στις επιμέρους φαινολικές ενώσεις μεταξύ των διαφόρων ειδών Ελληνικού μελιού, μεταξύ Ελληνικών μελιών και μελιών προερχόμενα από άλλες χώρες καθώς και μεταξύ μελιών μελιτώματος και μελιών ανθέων. Πραγματοποιήθηκε μελέτη αυθεντικότητας με χρήση διαφόρων στατιστικών δοκιμών και μεθόδων και διαπιστώθηκε ότι η φαινολική ένωση χλωρογενικό οξύ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης για το Ελληνικό μέλι καστανιάς, το ομογεντισικό οξύ και το 2-cis,4-trans-αµπσισικό οξύ ως δείκτες για το Ελληνικό μέλι κουμαριάς, η εσπεριδίνη για το μέλι πορτοκαλιάς και η ταξιφολίνη για τα Κυπριακά μέλια θυμαριού. Επίσης με εφαρμογή γραμμικής διαχωριστικής ανάλυσης (LDA) επιτεύχθηκε 90% ορθός διαχωρισμός για τα ελληνικά δείγματα βελανιδιάς χρησιμοποιώντας ως ανεξάρτητες μεταβλητές το πρωτοκατεχικό οξύ και το γαλλικό οξύ. Σε μέρος των δειγμάτων από αυτά που συγκεντρώθηκαν, τα οποία αποτελούνταν από 7 είδη μελιού, πραγματοποιήθηκε επιπλέον φασματοσκοπικός προσδιορισμός μέσω φασματοσκοπίας υπέρυθρου μετασχηματισμού Fourier (FTIR), προσδιορισμός της περιεκτικότητας των κυρίων σακχάρων καθώς επίσης και μελέτη της βιοενεργότητας μέσω του προσδιορισμού της ενεργότητας της ακετυλοχολινεστεράσης και της παγκρεατικής λιπάσης
Transcutaneous electrical tibial nerve stimulation in the management of vesicourethral dysfunction and sexual dysfunction in patients with multiple sclerosis
No full textMultiple Sclerosis (MS) is the most common neuroinflammatory and neurodegenerative demyelinating disease of the Central Nervous System (CNS). Beyond motor and sensory disturbances, the majority of patients with MS experience symptoms of neurogenic bladder (with a frequency of 30-99%) and sexual dysfunction (with a frequency of 40-90%). Recent studies highlight the impact of bladder-urethral and sexual symptoms on the quality of life in MS patients, with most reporting that vesico-urethral symptoms are a more significant factor of disability compared to motor symptoms. This doctoral dissertation focuses on the design and execution of a blinded randomized study regarding the effect of transcutaneous electrical tibial nerve stimulation on managing vesico-urethral symptoms and primary sexual dysfunction symptoms in patients with MS. The study was conducted at the 2nd Department of Neurology, of the National of and Kapodistrian University of Athens, at Attikon University General Hospital, and received approval from the Ethics and Deontology Committee of the hospital as well as the University of West Attica. A total of 38 patients with MS with self-reported vesico-urethral symptoms and primary sexual dysfunction symptoms participated in the study, were randomized into an active and control group, and participated in transcutaneous electrical stimulation sessions at a frequency of 3 times per week for a total duration of 2 months. At the end of the intervention, a statistically significant improvement was observed in vesico-urethral symptoms (urine storage and voiding) as well as sexual dysfunction symptoms (erection maintenance/vaginal lubrication, orgasm quality) in the active group, with no statistically significant change in the control group. Based on the results of this study, transcutaneous tibial nerve stimulation is a safe and cost-effective complementary therapeutic option for managing vesico-urethral and sexual symptoms in patients with MS .Η Πολλαπλή Σκλήρυνση (ΠΣ) αποτελεί την συχνότερη νευροφλεγμονώδη και νευροεκφυλιστική απομυελινωτική νόσο του Κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ). Πέραν των κινητικών και αισθητικών διαταραχών η πλειονότητα των ασθενών με ΠΣ αντιμετωπίζουν συμπτώματα νευρογενούς κύστης (με συχνότητα 30-99%) και σεξουαλικής δυσλειτουργίας (με συχνότητα 40- 90%). Πρόσφατες μελέτες αναδεικνύουν την επίπτωση των κυστο-ουρηρθικών και σεξουαλικών συμπτωμάτων στην ποιότητα ζωής των ασθενών με ΠΣ, με την πλειονότητα των ασθενών να αναφέρουν πως τα κυστο-ουρηθρικά συμπτώματα αποτελούν σημαντικότερο παράγοντα αναπηρίας συγκριτικά με τα κινητικά συμπτώματα. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αφορά τον σχεδιασμό και την εκπόνηση μιας τυφλά τυχαιποιημένης μελέτης σχετικά με την επίδραση του επιδερμικού ηλεκτρικού ερεθισμού του κνημιαίου νεύρου στην διαχείριση κυστο-ουρηθρικών συμπτωμάτων και συμπτωμάτων πρωτογενούς σεξουαλικής δυσλειτουργίας σε ασθενείς με ΠΣ. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στη Β ́Πανεπιστημιακή Νευρολογική Κλινική Ε.Κ.Π.Α στο Π.Γ.Ν Αττικόν και έλαβε έγκριση από την Επιτροπή Ηθικής και Δεοντολογίας του Νοσοκομείου καθώς και του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής. Στη μελέτη συμμετείχαν συνολικά 38 ασθενείς με ΠΣ και αυτό-αναφερόμενα κυστο-ουρηθρικά συμπτώματα και συμπτώματα πρωτογενούς σεξουαλικής δυσλειτουργίας, οι οποίοι τυχαιοποιήθηκαν σε ομάδα ενεργούς παρέμβασης και ομάδα ελέγχου και συμμετείχαν σε συνεδρίες επιδερμικού ηλεκτρικού ερεθισμού με συχνότητα 3 φορές/ εβδομάδα και συνολική διάρκεια 2 μήνες. Κατά το τέλος της παρέμβασης παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική βελτίωση των κυστο-ουρηθρικών συμπτωμάτων (αποθήκευση και κένωση ούρων) καθώς και των συμπτωμάτων σεξουαλικής δυσλειτουργίας (διατήρηση στύσης/λίπανση κόλπου, ποιότητα οργασμού) στην ομάδα ενεργούς παρέμβασης με ταυτόχρονη απουσία στατιστικά σημαντικής αλλαγής στην ομάδα ελέγχου. Βάσει των αποτελεσμάτων την παρούσαςμελέτης, ο επιδερμικός ηλεκτρικός ερεθισμός του κνημιαίου νεύρου αποτελεί μια ασφαλή και οικονομική συμπληρωματική θεραπευτική επιλογή για την διαχείριση κυστο-ουρηθρικών και σεξουαλικών συμπτωμάτων σε ασθενείς με ΠΣ
Μέθοδοι μηχανικής μάθησης βασισμένες σε έλεγχο μονοτροπικότητας
No full textRecognizing unimodal data distributions is of great significance in statistics, machine learning and data science. The characteristic property of a unimodal distribution is that data values are gathered around a single value (peak), which is the mode of the distribution. Due to this property, data can be characterized as homogeneous, forming a single and coherent group. Well-known distributions, such as Gaussian, Student’s t and Gamma are typical examples of unimodal distributions. Also, the uniform distribution is considered as an extreme unimodal case. Unimodality tests have been proposed to decide on the unimodality of a set of data values, thus providing useful knowledge about the structure of the data. This thesis concerns the development and implementation of machine learning methods based on the notion of unimodality, focusing on four main axes: i) the creation of a new unimodality test for deciding data unimodality, ii) the analysis of key characteristics of data density, such as modes and valleys, which leads to the discovery of innovative properties explored in detail, iii) the development of statistical models, specifically mixture models, for modeling univariate unimodal and multimodal (multiple peaks) data, and iv) the development of partitioning methods for multidimensional data into clusters that are unimodal along each axis, achieved through the unsupervised construction of axis-aligned binary decision trees. We begin, by proposing a new unimodality test called Unimodal Uniform test (UU-test) to decide if a dataset has been generated by a unimodal distribution or not. The method utilizes the empirical distribution function (ecdf) and attempts to obtain a unimodal piecewise linear approximation of the ecdf under the constraint that the data corresponding to each linear segment follow the uniform distribution. Compared to other unimodality tests, it also produces a generative model of the unimodal data in the form of a mixture of uniform distributions (UMM). Thus, it can be used for statistical data modeling of unimodal distributions with arbitrary shape. Next, we improve UMM performance by substituting the uniform distribution with a more flexible and differential one, called Π-sigmoid. The Π-sigmoid distribution, defined as the difference of two translated logistic sigmoids, can approximate a wide range of distributions. We employ and train a mixture model of Π-sigmoids, called UΠsMM, initialized using the output of the UU-test. Additionally, we introduce a mechanism to maintain the unimodality of the model during training via the Expectation-Maximization (EM) algorithm. UΠsMM achieves an accurate fit while often requiring fewer components than UMM. Afterward, we address the problem of modeling univariate multimodal data, with two main contributions. First, we introduce properties of critical points of the data ecdf that provide indications on the existence of density valleys. Using these properties, we propose UniSplit, an algorithm that detects valley points and partitions the dataset into unimodal subsets, automatically estimating their number. Second, we propose a statistical model, the Unimodal Mixture Model (UDMM), which models each unimodal subset with a UMM. A key strength of UDMM is its flexibility and independence from specific parametric assumptions, making it well-suited for datasets generated by sources of different probability density (e.g., one Gaussian and one uniform). Another important property is that the number of components is automatically estimated, therefore, a major issue in mixture modeling is addressed. Finally, we focus on developing an unsupervised method for clustering multidimensional data using decision trees. We introduce the concept of axis unimodal clusters, i.e., clusters where all features are unimodal as decided by a unimodality test. We present a method that constructs binary decision trees, providing axis-aligned partitions of the data and offering interpretable clustering solutions. Two criteria are proposed to identify the best split pair (feature and threshold) at each node, aiming to improve the unimodality of the partition after each split. Compared to other unsupervised decision tree methods, this approach has several advantages: it is simple, avoids preprocessing steps and does not employ computationally expensive optimization methods or difficult to tune hyperparameters, such as number of clusters or maximum tree depth.Η αναγνώριση μονοτροπικών (unimodal) κατανομών διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη στατιστική, τη μηχανική μάθηση και την ανάλυση δεδομένων. Η χαρακτηριστική ιδιότητα των μονοτροπικών κατανομών είναι ότι τα δεδομένα βρίσκονται πολύ κοντά σε μία τιμή, η οποία είναι η κορυφή (mode/peak) της κατανομής. Εξαιτίας αυτής της ιδιότητας, τα δεδομένα χαρακτηρίζονται ως ομοιογενή, σχηματίζοντας μία συνεκτική ομάδα. Γνωστές κατανομές, όπως οι: Κανονική (Gaussian), Student’s t και Γάμμα είναι παραδείγματα μονοτροπικών κατανομών. Επίσης, η Ομοιόμορφη (uniform) κατανομή είναι μια ακραία περίπτωση μονοτροπικής κατανομής. Τα τελευταία χρόνια έχουν προταθεί τεστ μονοτροπικότητας (unimodality tests) που αποφασίζουν τη μονοτροπικότητα ενός συνόλου δεδομένων, παρέχοντας χρήσιμη γνώση για τη δομή των δεδομένων. Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη και εφαρμογή μεθόδων μηχανικής μάθησης βασισμένες στην έννοια της μονοτροπικότητας, εστιάζοντας σε τέσσερις βασικούς θεματικούς άξονες: α) τη δημιουργία ενός νέου τεστ μονοτροπικότητας για να αποφασίζουμε σχετικά με τη μονοτροπικότητα των δεδομένων, β) την ανάλυση χαρακτηριστικών της πυκνότητας των δεδομένων, όπως είναι οι κορυφές και οι κοιλάδες (valleys), που οδηγεί στην ανακάλυψη καινοτόμων ιδιοτήτων που θα εξερευνηθούν ενδελεχώς, γ) την ανάπτυξη στατιστικών μοντέλων, συγκεκριμένα μεικτών μοντέλων (mixture models), για μοντελοποίηση μονοδιάστατων μονοτροπικών και πολυτροπικών (πολλαπλές κορυφές) (multimodal) δεδομένων και δ) την ανάπτυξη μεθόδων διαμέρισης πολυδιάστατων δεδομένων σε ομάδες (clusters), ώστε να είναι μονοτροπικά σε κάθε άξονα, η οποία πραγματοποιήθηκε με την κατασκευή χωρίς επίβλεψη παράλληλων με τους άξονες δυαδικών δέντρων απόφασης. Αρχικά, προτείνουμε ένα νέο τεστ μονοτροπικότητας που λέγεται Μονοτροπικό-Ομοιόμορφο τεστ (UU-τεστ) για να αποφασίζουμε εάν ένα σύνολο δεδομένων έχει παραχθεί ή όχι από μονοτροπική κατανομή. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιεί την εμπειρική συνάρτηση κατανομής (ecdf) και προσπαθεί να κατασκευάσει μια μονοτροπική κατά τμήματα γραμμική προσέγγιση (piecewise linear approximation) αυτής υπότον περιορισμό ότι τα δεδομένα που αντιστοιχούν σε κάθε γραμμικό κομμάτι να ακολουθούν ομοιόμορφη κατανομή. Συγκριτικά με άλλα τεστ μονοτροπικότητας, παράγει επίσης ένα μοντέλο για μονοτροπικά δεδομένα που έχει τη μορφή μεικτών ομοιόμορφων κατανομών (UMM). Επομένως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για στατιστική μοντελοποίηση μονοτροπικών κατανομών οποιασδήποτε μορφής. Ακολούθως, βελτιώνουμε την επίδοση του ομοιόμορφου μεικτού μοντέλου αντικαθιστώντας την ομοιόμορφη κατανομή με μια πιο ευέλικτη, που ονομάζεται Π-σιγμοειδή. Η Π-σιγμοειδής κατανομή ορίζεται ως η διαφορά δύο μετατοπισμένων σιγμοειδών και μπορεί να προσεγγίσει ένα ευρύ φάσμα κατανομών. Εκπαιδεύουμε ένα μεικτό μοντέλο Π-σιγμοειδών, που ονομάζεται UΠsMM και αρχικοποιείται χρησιμοποιώντας το αποτέλεσμα του UU-τεστ. Επιπροσθέτως, προτείνουμε ένα μηχανισμό για να διατηρείται η μονοτροπικότητα του μοντέλου κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης με τον αλγόριθμο ΕΜ. Το UΠsMM βελτιώνει την ακρίβεια της μοντελοποίησης, ενώ συχνά απαιτεί λιγότερες συνιστώσες (components) σε σχέση με το ομοιόμορφο μεικτό μοντέλο. Στη συνέχεια, ασχολούμαστε με το πρόβλημα της μοντελοποίησης μονοδιάστατων πολυτροπικών δεδομένων κάνοντας δύο βασικές συνεισφορές. Αρχικά, προτείνουμε ιδιότητες κρίσιμων σημείων της εμπειρικής συνάρτησης κατανομής των δεδομένων, οι οποίες παρέχουν ενδείξεις για την ύπαρξη κοιλάδων στην πυκνότητα των δεδομένων. Χρησιμοποιώντας αυτές τις ιδιότητες, προτείνουμε τον UniSplit, έναν αλγόριθμο που εντοπίζει κοιλάδες και διαμερίζει το σύνολο δεδομένων σε μονοτροπικά υποσύνολα, εκτιμώντας αυτόματα τον αριθμό τους. Ακολούθως, προτείνουμε ένα στατιστικό μοντέλο, το μονοτροπικό μεικτό μοντέλο (UDMM), το οποίο μοντελοποιεί κάθε μονοτροπικό υποσύνολο με ένα ομοιόμορφο μεικτό μοντέλο. Βασικό πλεονέκτημα του μονοτροπικού μεικτού μοντέλου είναι η ευελιξία και η ανεξαρτησία του από συγκεκριμένες παραμετρικές υποθέσεις, καθιστώντας το κατάλληλο για σύνολα δεδομένων που προέρχονται από πηγές διαφορετικής πυκνότητας πιθανότητας (π.χ., μία κανονική και μία ομοιόμορφη). Επιπλέον, ο αριθμός των συνιστωσών υπολογίζεται αυτόματα, αντιμετωπίζοντας έτσι, ένα σημαντικό πρόβλημα των μεικτών μοντέλων. Τέλος, εστιάζουμε στην ανάπτυξη μια μεθόδου χωρίς επίβλεψη (unsupervised) για ομαδοποίηση (clustering) πολυδιάστατων δεδομένων χρησιμοποιώντας δέντρα απόφασης σε ομάδες μονοτροπικές σε κάθε άξονα (axis unimodal), δηλαδή ομάδες όπου όλα τα χαρακτηριστικά τους είναι μονοτροπικά, σύμφωνα με τις αποφάσεις ενός τεστ μονοτροπικότητας. Αυτή η μέθοδος κατασκευάζει δυαδικά δέντρα απόφασης, παρέχοντας διαμερίσεις των δεδομένων παράλληλες με τους άξονες και προσφέροντας ερμηνεύσιμες λύσεις ομαδοποίησης. Δύο κριτήρια προτείνονται για να εντοπίσουμε το καλύτερο ζεύγος διάσπασης (χαρακτηριστικό και τιμή) σε κάθε κόμβο του δέντρου, στοχεύοντας στην βελτίωση της μονοτροπικότητας της διαμέρισης μετά από κάθε διάσπαση. Συγκριτικά με άλλες μεθόδους δέντρων απόφασης χωρίς επίβλεψη, αυτή η προσέγγιση έχει αρκετά πλεονεκτήματα: είναι απλή, αποφεύγει βήματα προεπεξεργασίας και δεν χρησιμοποιεί ακριβές υπολογιστικά μεθόδους βελτιστοποίησης ή πολλές υπερπαραμέτρους, όπως είναι ο αριθμός των ομάδων και το μέγιστο βάθος του δέντρου