En este trabajo de tesis se han desarrollado distintas estrategias para la inmovilización controlada de anticuerpos sobre la superficie sensora de dispositivos biosensores de Resonancia de Plasmón Superficial. Estos inmunosensores se han aplicado en la determinación de las hormonas hTSH y hGH, ambas de vital importancia en el desarrollo y crecimiento del individuo. El objetivo principal ha sido maximizar la eficiencia del proceso de inmovilización del anticuerpo, controlando la orientación y densidad del mismo sobre la superficie, para obtener un inmunosensor de alto rendimiento. El contenido de esta tesis se ha dividido en tres bloques distintos. En el primero de ellos se ha descrito el desarrollo de un método que presenta un gran potencial en el control de dopaje con hGHr, que es idéntica a la isoforma de la hGH de 22kDa, fracción de la hormona biológicamente activa. La relación entre los niveles de esta y de la isoforma de 20kDa es indicadora de la presencia de hGHr. Haciendo uso del sistema biotina/estreptavina para la inmovilización del anticuerpo se ha desarrollado un inmunoensayo para la detección simultánea de ambas isoformas, uno de los grandes retos en el desarrollo de tests antidoping, que por el momento requieren dos ensayos independientes. La segunda sección del trabajo se ha centrado en el desarrollo de un método novedoso para la inmovilización de anticuerpos, basado en el uso de una proteína de fusión. Se ha utilizado el par BSA/antiBSA como sistema modelo para optimizar las condiciones del método, y finalmente, este se ha empleado en un inmunoensayo para la determinación de la hGH de 22 kDa. Se ha demostrado la utilidad de la proteína para conseguir llevar a cabo una inmovilización orientada del anticuerpo, de una manera muy sencilla, y reduciendo al máximo el uso de material y tiempo empleado durante el inmunoensayo. Finalmente, en el tercer bloque se ha desarrollado un inmunosensor para el diagnóstico del Hipotiroidismo Congénito Neonatal (HCN). Se han explorado dos vías distintas en la funcionalización de la superficie sensora, una de ellas basada en la optimización de la metodología empleada en el desarrollo del inmunoensayo para la detección de las isoformas de la hGH. Como segunda estrategia se ha desarrollado un método inmovilización basado en el uso de la proteína G. Los inmunosensores desarrollados han permitido la detección en suero de niveles de 1,2 ng/mL en el caso de la hTSH, valor por debajo del nivel de corte para el diagnóstico de HCN, y de 0,9 ng/mL en el caso de la hGH de 22 y 20 kDa, valor inferior a los niveles basales de hGH 22K (~ 1,1 ng/mL) y superior a los de la hGH 20K (~ 0,11 ng/mL). Estos resultados indican que el inmunosensor desarrollado para la detección de hTSH tendría utilidad en el diagnóstico de HCN. Respecto al inmunosensor desarrollado para la detección de las isoformas de la hGH, aunque la aplicación del mismo en el análisis anti-doping estaría limitada por la reducción que experimenten los niveles circulantes de la hGH 20K tras la administración de la hormona (por un mecanismo de control por retroalimentación negativa), el inmunoensayo permite calcular la relación hGH 22K:hGH 20K, parámetro indicador de dopaje con hGHr. / This thesis focused on the development of different strategies for the site-directed immobilization of antibodies on the sensor surface of Surface Plasmon Resonance devices. These immunosensors were applied in the determination of the hTSH and hGH hormones, which play a crucial role in the human growth and development. The main goal was to maximize the efficiency of the antibody immobilization procedures, controlling its orientation and density on the sensor surface, in order to achieve high performance immunosensors. The content of this work is divided in three sections. In the first one, the development of a method with a great potential in the detection of doping with hGHr, which is identical to the hGH isoform of 22kDa, the biologically active isoform. The ratio between this variant and the one of 20 kDa, is a biomarker parameter of the hGH doping. By using the biotin/streptavidin system for the antibody immobilization, an immunoassay for the simultaneous determination of both isoforms were developed, one of biggest challenges in the development of tests antidoping, which at the moment require two assays. The second section of the work focused on the development of a novel method for the immobilization of antibodies, based on the use of a fusion protein. The pair BSA/anti-BSA was used as model system for the optimization of the method conditions, and finally, it had been employed in an immunoassay for the determination of the 22 kDa hGH isoform. The utility of this protein for the achievement of an oriented immobilization of the antibodies in a simple way whilst consuming only tiny amounts of reagents and time was demonstrated. Finally, in the third section an immunosensor for the diagnosis of Neonatal Congenital Hypothyroidism (CH) was developed. Two approaches have been explored for the functionalization of the sensor surface, one of them based on the optimization of the methodology used for the development of the hGH isoforms immunoassay. The second strategy employed was based in the use of the protein G. The immunosensors developed in this work allowed the detection in serum of 1.2 ng/mL of hTSH, below the cut-off value for the diagnosis of CH, and 0.9 ng/mL of 22 kDa hGH and 20 kDa hGH, below basal levels of the 22 kDa isoform (~ 1.1 ng/mL), and above basal levels of the 20 kDa (~ 0.11 ng/mL). These results demonstrate the potential clinical application of the immunosensor developed for the detection of hTSH. Regarding the immunosensor developed for the detection of the hGH isoforms, although its application in anti-doping analysis would be limited by reduction of the 20K isoform after hGH administration (due to a negative feedback mechanism), the immunoassay allows the calculation of the hGH 22K:hGH 20K ratio, biomarker parameter of hGH doping.

Human growth hormone (GH) participates in human longitudinal growth, lipid and carbohydrate metabolism, and comprises a remarkably number of proteins with similar sequences, generated either genetically or post-translationally, that in some cases show clearly differentiated biological activities. Current methods employed for its quantification are mainly based on a specific immunodetection of the most concentrated GH variants in blood circulation. However, it is not clear neither which variants are recognised in each case, nor which is the real concentration of some of these variants. Probably related, present immunoassays show a disparity of results between them that difficults the comparison of data from different assays, with direct consequences in the clinical field. Within a doping context, the illegal administration of recombinant GH constitutes a complex challenge, given the fact that the pharmaceutical variant and the native 22 kDa GH variant do not show any structural difference that allows a direct detection. However, the administration of the pharmaceutical inhibits the natural production of the hormone, resulting in modifications between the relative concentration of some of these variants. In this case, which variants are detected is of utmost importance, since these constitute the base of this anti-GH doping method. Here, the relevance of some GH variants is addressed, including their generation, characterisation, analysis through specific antibodies and their detection on biological samples. / L'hormona de creixement humana (GH) participa en el creixement post-longitudinal i en el metabolisme de lípids i carbohidrats, i comprèn un extraordinari nombre de proteïnes de seqüències similars, generades tant genèticament com posttranslacional, que en alguns casos mostren activitats biològiques clarament diferenciades. Els mètodes actuals emprats per la seva quantificació es basen principalment en una immunodetecció específica de les variants de GH més concentrades en circulació sanguínia. Tanmateix, no resta clar quines variants es reconeixen en cada cas, ni quina és la concentració real d'algunes d'aquestes variants. Possiblement relacionat, els immunoassaigs actualment utilitzats mostren una disparitat de resultats que dificulten la comparació de dades d'assaigs diferents, amb conseqüències directes en el camp clínic. Dins d'un context de dopatge, l'administració il·legal de GH recombinant constitueix un desafiament complex, donat el fet que la variant farmacèutica i la variant de GH nativa de 22 kDa no mostren cap diferència que permeti una detecció directa. No obstant, l'administració del medicament farmacèutic inhibeix la producció natural de la hormona, derivant en canvis entre la concentració relativa d'algunes d'aquestes variants. En aquest cas, és de màxima importància quines variants són detectades, ja que això constitueix la base d'aquest mètode d'antidopatge de GH. Aquí, s'estudia la rellevància d'algunes variants de GH, incloent-hi la seva generació, caracterització, anàlisi via anticossos específics i la seva detecció en mostres biològiques.

Plantejament: L’estudi de les pressions plantars i del comportament del centre de pressions (COP), del cos i dels peus, permet valorar a través dels desplaçaments del mateix en els eixos mig-lateral i antero-posterior l’equilibri. La mesura del COP amb un sistema optomètric d’alta resolució hauria d’aportar, amb major precisió, noves informacions que poden ajudar a l’especialista sanitari o esportiu a entendre el comportament de l’equilibri en el corredor de marató. Objectiu: Es vol valorar el comportament de l’equilibri mesurant el rang màxim de desplaçament i la velocitat mitjana del COP del cos i dels peus, en els eixos mig-lateral y antero-posterior, i valorar las pressions plantars, per quadrant de cada peu, valorant la dominància lateral per pressió mitjançant una plataforma optomètrica d’alta resolució. Mostra: Es du a terme un estudi descriptiu, transversal amb una mostra de 663 subjectes sans (587 homes i 76 dones) que participen activament en curses de llarg recorregut (Marató). Mètode: Es mesura el desplaçament del COP del cos i dels peus, amb una lectura de 10 segons, en posició de peu, amb bipedestació, amb els ulls oberts, en estat de repòs aparent i amb els peu descalços mitjançant una plataforma de pressions Optomètrica CbsScanGraf. Resultats: El desplaçament, rang i velocitat, del COP del cos en l’eix antero-posterior és mes gran que en el eix mig-lateral. Es dones presenten més estabilitat que els homes. La majoria de la mostra presenta major pressió amb el peu dret. S’estima amb un I.C. del 95% la mitja poblacional del desplaçament del COP µ mig-lateral = [1,99; 2,41], µ antero-posterior = [2,69; 3,07]. Es troben diferències per gènere i pes en la Velocitat mig-lateral del COP (p<0,05). La dominància suport d’un peu no està relacionada amb la seva dominància funcional. El peu suport dominant influeix en la velocitat del COP en l’eix mig-lateral i antero-posterior (p<0,05). / Planteamiento: El estudio de las presiones plantares y del comportamiento del centro de presiones (COP), del cuerpo y de ambos pies, permite valorar a través de los desplazamientos del mismo en los ejes medio-lateral y antero-posterior el equilibrio. La medida del COP con un sistema optométrico de alta resolución debería aportar, con mayor precisión, nuevas informaciones que ayuden al especialista sanitario o deportivo a comprender el comportamiento del equilibrio en el corredor de maratón. Objetivo: Se pretende valorar el comportamiento del equilibrio midiendo el rango máximo de desplazamiento y la velocidad media del COP del cuerpo y de ambos pies, en el eje medio-lateral y antero-posterior, y valorar las presiones plantares, por cuadrante de cada pie, valorando la dominancia lateral por presión mediante una plataforma optométrica de alta resolución. Muestra: Se realiza un estudio descriptivo, transversal con una muestra de 663 sujetos sanos (587 hombres y 76 mujeres) que participan activamente en carreras de largo recorrido (Maratón). Método: Se mide el desplazamiento del COP del cuerpo y de ambos pies, mediante una lectura de 10 segundos, en posición de pie, en bipedestación, con los ojos abiertos, en estado de reposo aparente y con los pies descalzos mediante una plataforma de presiones Optométrica CbsScanGraf. Resultados: El desplazamiento, rango y velocidad, del COP del cuerpo en el eje antero-posterior es mayor que en el eje medio-lateral. Las mujeres presentan más estabilidad que los hombres. La mayoría de la muestra presenta mayor presión con el pie derecho. Se estima con un I.C. del 95% la media poblacional del desplazamiento del COP µ medio-lateral = [1,99; 2,41], µ antero-posterior = [2,69; 3,07]. Se encuentran diferencias por género y peso en la Velocidad medio-lateral del COP (p<0,05). La dominancia soporte de un pie no está relacionada con su dominancia funcional. El pie soporte dominante influye en la velocidad del COP en el eje medio-lateral y antero-posterior (p<0,05). / Approach: The study of plantar pressures and the behavior of the center of pressure (COP) of the body and both feet, it can assess through the same displacement in the medial-lateral and anterior-posterior axis balance. The measurement of the COP with an optometric system should provide high-resolution, more accurately, new information to help the health or sport specialist to understand the behavior of equilibrium in the marathon runner. Purpose: We evaluate the performance of the balance by measuring the maximum travel range and average speed of the COP of the body and both feet, in the medial-lateral and anterior-posterior axis, and assess plantar pressures, per quadrant of each foot, lateral dominance by appreciating the pressure by a high-resolution platform optometric. Sample: A descriptive, cross-sectional study with a sample of 663 healthy subjects (587 men and 76 women) who are actively involved in long-distance races (Marathon) is performed. Method: COP displacement body and both feet is measured, through a reading of 10 seconds in the standing position, in standing, with eyes open, in a state of apparent rest and barefoot through a CbsScanGraf optometric platform pressures. Results: The displacement and velocity range, the COP of the body in the anterior-posterior axis is greater than in the medial-lateral axis. Women show more stability than men. The majority of the sample has increased pressure on the right foot. It is estimated with I.C. 95% of the population mean displacement COP µ medial-lateral = [1.99; 2.41], µ anterior-posterior = [2.69; 3.07]. Weight and gender differences in the medial-lateral COP velocity (p <0.05) were found. The dominance of a foot support is not related to their functional dominance. The dominant foot support influences the speed of the COP in the anterior-posterior and medial-lateral axis (p <0.05).

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El conocimiento de la prevalencia de los factores de riesgo cardiovascular y las tasas de incidencia y mortalidad por infarto de miocardio de son clave para la adaptación de la prevención primaria de las enfermedades cardiovasculares a las características locales. La incidencia de infarto de miocardio en España ha sido, tradicionalmente, menor que la observada en otros países de Europa occidental, Estados Unidos y otros países anglosajones. Sorprendentemente, la prevalencia de los factores de riesgo cardiovascular en España es similar a la observada en países con tasas de incidencia mucho mayores. En la década 1990-1999, no se observó ningún cambio global en la incidencia de infarto de miocardio. No obstante, los hombres menores de 65 años mostraron una reducción significativa de las tasas de incidencia mientras que la tendencia en hombres de 65-74 años no se modificó significativamente. La prevalencia de factores de riesgo cardiovascular cambió de manera considerable. Los aspectos más destacables fueron una mejora en el diagnóstico, control y tratamiento de la hipertensión y el descenso de los niveles medios poblacionales de colesterol total y colesterol de las lipoproteínas de baja densidad (LDL). En este contexto, la reducción de los niveles medios de colesterol LDL fue el factor de riesgo con el mayor potencial para la prevención de la cardiopatía isquémica junto con el tabaco en individuos menores de 55 años. / The primary prevention of cardiovascular disease must be adapted to local characteristics of cardiovascular risk factor prevalence, acute myocardial infarction mortality and incidence rates, and economic and cultural factors. Traditionally, acute myocardial infarction incidence in Spain has been lower than that found in north, east, and west European countries, the USA, and other English-speaking countries. However, the prevalence of risk factors in Spain was surprisingly similar to those countries with high acute myocardial infarction incidence. Essentially, no overall change in acute myocardial infarction incidence has been observed between 1990 and 1999. Nonetheless, men under age 65 showed a significant reduction in incidence rates, while the trend in men age 65-74 did not change significantly. The prevalence of cardiovascular risk factors, however, has undergone considerable change. The most noteworthy aspects are improvements in participants' awareness, control and treatment of hypertension, and improvement in total and low-density lipoprotein (LDL) cholesterol distribution. In this context, the reduction of LDL cholesterol levels had the highest potential for ischemic heart disease prevention, along with smoking prevention for people younger than 55.

Introducción La amputación de una extremidad inferior es un procedimiento quirúrgico permanente que tiene importantes secuelas funcionales, psicológicas y sociales que pueden influir en la calidad de vida de la persona con amputación. El porcentaje de amputaciones femorales se sitúa en Europa alrededor de un 20-35% del total de amputaciones de la extremidad inferior. El 75% de todas las amputaciones de la extremidad inferior ocurren en pacientes mayores de 65 años al igual que ocurre en Estados Unidos. Diversos estudios han demostrado que los pacientes desarticulados de rodilla consumen menos oxígeno en la marcha y la osteoporosis del muñón es inferior que los de nivel femoral. Objetivo del estudio El objetivo de este estudio es la evaluación de la funcionalidad de pacientes amputados de nivel femoral con un implante que permite el apoyo distal del muñón y la mejora de los parámetros de dolor, calidad de vida, control y estabilidad del muñón, aumentar la densidad mineral ósea y disminuir el gasto energético respecto al uso del encaje convencional, en personas que han sufrido una amputación del miembro inferior por encima de la rodilla. Material y métodos Se ha llevado a cabo un estudio experimental prospectivo no aleatorizado de tipo antes - después realizado en el Hospital de Mataró en 10 pacientes amputados femorales tras la colocación de un implante de titanio entre 1 de marzo de 2011 a 1 de marzo de 2013. Se obtuvo el informe favorable del Comité de Ética del Hospital de Mataró para este estudio y todos los pacientes firmaron un consentimiento informado previo al inicio del estudio. Resultados La media de la edad fue de 50,3 ±16,3 años, con una mayor proporción de hombres participantes 6 (60%). La media de evolución de la amputación fue de 96,9 ± 96,3 meses, amputándose más la extremidad derecha 6 (60%). La etiología más frecuente de la amputación fue la traumática en 6 pacientes (40%). Todos los pacientes habían sido amputados en el tercio medio del fémur. Tras los 14 meses de seguimiento del procedimiento quirúrgico los pacientes incrementaron de forma significativa los metros recorridos en la prueba de 2 MWT obteniendo una media de 122,5 metros (p=0,008) y de la velocidad, pasando de 49,2 m/s previa a la intervención a 61,3 m/s a los 14 meses (p=0,008).También hubo una mejora del dolor en el muñón tras la cirugía (2,9 vs 0,4 p=0,04) y en la utilización de la prótesis en número de horas al día (10,1h vs 12,9 h p=0,01). Conclusiones Los resultados de nuestro estudio muestran una mejora de la capacidad funcional valorado en el total de metros recorridos y velocidad de marcha evaluados mediante la prueba de los 2 MWT, en pacientes amputados, principalmente de causa vascular a los 14 meses de ser intervenidos quirúrgicamente realizándose un implante femoral. / Introduction Lower-limb amputation is a permanent surgical procedure that leads to a series of physical, psychological and social consequences that may affect the quality of life of the amputee.The percentage of transfemoral amputations in Europe is estimated in 20-35% of all lower limb amputations. Around 75% of the individuals who require an amputation of the lower limb are over 65 years old. Several studies have shown that individuals with a knee disarticulation have less oxygen consumption during gait performing and have less residual limb osteoporosis than individuals with a transfemoral lower limb amputation. Objective of the study The objective of this study was to investigate the functional level of individuals with a transfemoral amputation and an implant that allows distal support to the residual limb, as well as to investigate the clinical improvement in terms of pain, quality of life, residual limb control and stability, improvement of the bone mineral density and decrease of the energy expenditure when comparing with the use of a conventional socket in individuals with an above knee amputation. Materials and methods This is an experimental prospective non randomized study before-and-after intervention type developed at the Hospital de Mataró in 10 individuals with transfemoral amputation after a titanium implant placement between March 1st,2011 and March 1st, 2013. The local Ethics Committee of Hospital de Mataró approved the study and patients gave informed consent before being enrolled as participants. Results The average age was 50,3 ±16,3 years, with a higher proportion of men participating 6 (60%). The average of time since lower limb amputation was 96,9 ± 96,3 months, most of them, amputation of the right lower limb 6 (60%). The most prevalent aetiology of amputation was traumatic in 6 participants (60%). All participants had been amputated in the middle third of the femur. At the end of the 14 months of follow-up, participants significantly improved the total of meters walked in the 2 MWT, the mean was 122,5 meters (p=0,008) and they also improved the speed of gait, from 49,2 m/s before intervention to 61,3 m/s 14 months after (p=0,008). An improvement in pain was observed too after surgery (2,9 vs 0,4 p=0,04) and the number of hours using the prosthesis also improved after intervention (10,1h vs 12,9 h p=0,01). Conclusions The results of our study show an improvement in the functional capability in terms of number of meters walked and speed of gait using the 2MWT, in individuals with a lower limb amputation mainly secondary to peripheral vascular disease, 14 months after surgery for a femoral implant placement.

El conocimiento sobre la patogenia de las enfermedades respiratorias ha experimentado un cambio notable en los últimos años, lo que en parte ha sido posible gracias a la utilización de biomarcadores que permiten un mayor acercamiento a la fisiopatogenia de la enfermedad. La determinación de óxido nítrico (NO), biomarcador inflamatorio, ha despertado un interés creciente en la comunidad científica, con utilidad y aplicaciones en el diagnóstico, el control y la monitorización de la respuesta terapéutica en diferentes procesos respiratorios. El objetivo general de la investigación de esta tesis fue evaluar la técnica de la determinación de NO en aire espirado en sus diferentes métodos, su utilidad como medida no invasiva de inflamación en el manejo diagnóstico del asma, y como medida indirecta de inflamación de la vía aérea y de disfunción endotelial en el Síndrome de apnea-hipoapnea obstructiva del sueño (SAHS). En el primer estudio se describe el método y procedimiento de la determinación de la fracción espirada de óxido nítrico (FENO) mediante el equipo portátil, NIOX-MINO® así como la obtención de valores de referencia de FENO mediante este equipo en un grupo de 28 individuos sanos en comparación con los valores obtenidos por el equipo de quimioluminiscencia habitualmente utilizado. La obtención de valores superiores de FENO con el equipo portátil requirió el desarrollo de un factor de corrección lineal para equiparar ambos equipos dada la buena correlación entre ambos. El equipo portátil NIOX-MINO® permite la determinación de FENO mediante una técnica sencilla y con ventajas respecto al equipo clásico de quimioluminiscencia: no requiere calibración, sólo precisa de una determinación, tiene portabilidad y la posibilidad de autorrealización por parte del paciente. En el segundo estudio se desarrolla y describe el modelo bicompartimental de NO para la determinación de la concentración alveolar de óxido nítrico (CANO) mediante la técnica de espiración a múltiples flujos. Además se establecieron valores de referencia de CANO en un grupo de 33 individuos sanos, (3,04 ± 1,30 ppb; rango de valores entre 1,45 y 6,31 ppb) sin presentar variabilidad respecto a los datos demográficos y espirométricos. Estos resultados permiten poner en práctica el modelo bicompartimental del NO para la cuantificación de valores de CANO, biomarcador del estado inflamatorio de la vía aérea distal y del estado endotelial pulmonar. El tercer estudio, realizado en un grupo de pacientes con síntomas sugestivos de asma, y en el que se comparó la determinación de FENO respecto a los métodos convencionales de diagnóstico (espirometría, prueba broncodilatadora y prueba de provocación bronquial con metacolina) y al esputo inducido, demostró que la determinación de FENO presenta excelente correlación con la prueba de provocación bronquial con metacolina en el diagnóstico de asma y además aporta una mayor capacidad diagnóstica que la espirometría, la prueba broncodilatadora y el esputo inducido. Además, la combinación de pruebas que miden el estado inflamatorio de la vía aérea superior, FENO y esputo inducido, superan la capacidad diagnóstica de ambas técnicas valoradas de forma individual. El cuarto estudio determinó valores de FENO y de CANO en un grupo de pacientes con SAHS en comparación con un grupo de individuos sanos demostrando la presencia de valores superiores de FENO en el grupo de SAHS como reflejo del estado inflamatorio local que presentan estos pacientes, y valores inferiores de CANO como reflejo de la de la menor biodisponibilidad de NO asociada a la disfunción endotelial. Además os valores de FENO y de CANO en pacientes con SAHS se relacionaron con la gravedad de la entidad lo que probablemente refleja un mayor componente de inflamación local y de disfunción endotelial en los sujetos más graves. El tratamiento con CPAP durante 3 meses restableció los valores de FENO y de CANO hasta la normalidad. Estos resultados hacen de la determinación no invasiva de FENO y CANO posibles marcadores de gravedad del SAHS e indicadores precoces de disfunción endotelial, pudiendo ser parámetros útiles en la toma de decisiones terapéuticas de pacientes con SAHS, conjuntamente con el IAH y la clínica. / Knowledge about the pathogenesis of respiratory diseases has undergone considerable change in recent years, which in part has been made possible by the use of biomarkers that allow a better approach to the pathogenesis of the disease. The measurement of nitric oxide (NO), inflammatory biomarker, has attracted increasing attention in the scientific community, with utilities and applications in the diagnosis, control and monitoring of therapeutic response in different respiratory processes. The overall objective of this research was to evaluate the technique of exhaled NO measurement by different methods, their usefulness as a noninvasive measure of inflammation in asthma diagnosis and management, and it use as an indirect measure of airway inflammation and endothelial dysfunction in obstructive sleep apnea (OSA) patients. The first study describes the method and the procedure of exhaled nitric oxide (FENO) measurement by NIOX-MINO® device and FENO reference values in a group of 28 healthy subjects. These values were compared to the values obtained by the chemiluminescence device, commonly used. We obtained higher FENO values with NIOX-MINO® device an it required the development of a linear correction factor to match both devices. The NIOX-MINO® device allows FENO measurement by a simple technique and it has advantages over chemiluminescence device: it just requires one maneuver, it has portability and the possibility of self-realization by the patient. The second study develops and describes the two-compartment model to alveolar NO concentration (CANO) measurement by the use of the multiple expiratory flows technique. Furthermore CANO reference values were established in a group of 33 healthy subjects (3.04 ± 1.30 ppb, range of values between 1.45 and 6.31 ppb) without showing variability with respect to demographic and spirometric data. These results allow to perform the two- compartment model for quantifying CANO values, wich is an inflammatory biomarker of distal airway and lung endothelial state. The third study was conducted in a group of patients with suggestive asthma symptoms. We compared in these patients FENO measurement over conventional diagnostic methods (spirometry, bronchodilator test and bronchial provocation test with methacholine) and over induced sputum. The results showed that the FENO measurement has excellent correlation with methacholine bronchial provocation test in asthma diagnosis and it also provides greater diagnostic accuracy than the spirometry, bronchodilator testing and induced sputum. Furthermore, the combination of airway inflammatory tests, induced sputum and FENO, increase the diagnostic accuracy of both techniques evaluated individually. The fourth study compared FENO and CANO values in a group of OSA patients compared with a group of healthy subjets. The results showed the presence of higher FENO values in OSA group reflecting the local inflammatory status in these patients, and lower CANO values reflecting the decreased bioavailability of NO associated with endothelial dysfunction in OSA patients. Morever FENO and CANO were related to the severity of OSA which probably reflects a major component of local inflammation and endothelial dysfunction in the most severe patients. CPAP Treatment for 3 months restored the FENO and CANO values to normal. These results about a non-invasive measurement, FENO and CANO values, would be potential markers of OSA severity and early indicators of endothelial dysfunction. They could be useful parameters for making treatment decisions for OSA patients, with AHI and clinical.

La terapia musical puede y debe constituir una herramienta más del arsenal terapéutico actual del que se dispone para el tratamiento de distintas enfermedades. Es una terapia individual y coadyuvante de otras aceptadas como estándar a las que complementa pero no substituye. En el apartado 1, se hace una exhaustiva revisión histórica para situarnos y poder entender mejor el significado y objeto de la terapia musical y se describen las razones que han llevado a realizar este trabajo. En el apartado 2 se describe de forma genérica la importancia del arte como terapia. La música constituye una expresión artística y no es posible entender sus efectos terapéuticos (el efecto ansiolítico en nuestro caso) sin una explicación previa de la influencia y efectos del arte sobre el hombre. En el apartado 3 se explica por qué la música es terapéutica. Son muchas las teorías que intentan dar una explicación de los distintos efectos, entre ellos los terapéuticos, que la música produce sobre el cuerpo humano. En este apartado se explica cómo afecta a nuestro organismo a nivel tanto biológico como fisiológico, psicológico, intelectual, social y espiritual. El apartado 4 nos habla de las aplicaciones de la terapia musical. En particular, se hace una descripción de la terapia musical en el contexto de las intervenciones quirúrgicas. Una exposición del trabajo de G.A. Light nos hace comprender como en los años 50 se aplica de forma seria y profesional la terapia musical en EE.UU, así como referencias a trabajos publicados recientemente. El apartado 5 presenta las distintas fases de la intervención quirúrgica y como se ha aplicado la terapia musical en cada una de ellas. En este apartado no sólo se hace una mención de los trabajos que refuerza la hipótesis de esta tesis, sino también los trabajos cuyos resultados son contradictorios a los nuestros. No se han escatimados esfuerzos en la búsqueda bibliográfica ni en las valoraciones de los diferentes autores que han publicado sobre la terapia musical o musicoterapia. Podemos encontrar desde las últimas publicaciones hasta algunas no tan recientes, seleccionadas tras una detenida lectura y solo aquellas que a criterios de este doctorando merecían ser incluidas en base a la aportación que en uno u otro sentido realizaban. En el apartado 6 se explica donde y cuando se inicia la aplicación terapéutica de la música en el campo de la medicina y se explica detalladamente la importancia de disminuir la ansiedad en el período preoperatoria, ámbito concreto de aplicación de la terapia musical en este trabajo. En los apartados 7 y 8 se expone la hipótesis y sus objetivos de esta tesis. En el apartado 9 se explica el material y métodos (diseño del estudio) empleados en esta tesis: las variables utilizadas para medir los efectos, evaluación de la ansiedad, etc, así como el estudio estadístico empleado. Se ha utilizado el programa informático SPSS v17.0. Para la estadística descriptiva se usa porcentajes para las variables cualitativas y medias y desviación estándar para las cuantitativas. Para comparar la bondad de la aleatorización se ha utilizado el cálculo estadístico bivariable, con la χ2 para variables cualitativas y la t de Student para las cuantitativas, o sus equivalentes no paramétricas. En el apartado 10 se exponen los resultados obtenidos, y en los apartados restantes se realiza una discusión de estos resultados, se exponen posibles aplicaciones clínicas y se enumeran las conclusiones. / Music therapy could and should constitute another tool of the current therapeutic arsenal available for the treatment of different diseases. It is one individual and adjuvant therapy of others, accepted as standard, which complements but does not replace them. In part 1, an exhaustive historical review is made to situate us and to a better understanding of the meaning and purpose of music therapy and it describes the reasons that have led to do this work. Part 2 describes, in a general way, the importance of art as therapy. Music is an artistic expression and it is not possible to understand its therapeutic effects (the anxiolytic effect in our case) without prior explanation of the influence and effects of art on humans. Section 3 explains why music is therapeutic. There are many theories that tries to give an explanation of the various effects, including the therapeutic one, which music produces on the human body. This section explains how it affects our body in biological, physiological, psychological, intellectual, social and spiritual level. Part 4 talks about music therapy’s applications. In particular, it is a music therapy description in surgical interventions context. An explanation of G.A. Light’s work makes us understand how in the 1950s was applied, in serious and professional ways, music therapy in the United States, as well as works’ references published recently. Section 5 presents the different phases of a surgical intervention and how the music therapy has been applied in each one of them. In this section it is not only made a mention of works which reinforces the hypothesis of this thesis, but also papers whose results are contradictory to our. It has spared no effort in bibliographic research and in the appraisals of the different authors who have published about music therapy. We can find the latest publications and even some not as recent, selected after a close reading and only those who deserve to be included, according to this PhD student criteria, based on the contribution that performed in one or another sense. In part 6 it is explained where and when begins the therapeutic application of music in medicine’s field and it is explained in detail the importance of reducing anxiety in preoperative period, specific field of music therapy applicated in this work. Parts 7 and 8 present the hypothesis and objectives of this thesis. Part 9 explains the material and methods (study design) used in this thesis: the variables used to measure effects, evaluation of anxiety, etc., as well as the statistical study employed. It has been used the computer program SPSS v17.0. For descriptive statistics, it is used percentages for the qualitative variables and mean and standard deviation for the quantitative. To compare randomization’s goodness it has been used statistical bivariate calculus, with the χ2 for qualitative variables and Student T for the quantitative, or their non-parametric equivalences. In section 10 it is presented the obtained results, and in the remaining parts it is made a discussion of these results, possible clinical applications are exposed and listed the conclusions.

Tesi realitzada al Benaroya Research Institute and University of Washington, Seattle / Allergies are emerging as a major public health concern in the westernized world as they are increasing for reasons that remain poorly understood. Allergies involving polysensitization and multiple organ involvement result in decreased quality of life, increased morbidity and mortality. Allergic subjects can be poly-sensitized to different allergens due to phylogenetic relatedness; several species contain shared allergenic epitopes. This phenomenon occurs both at the IgE as the T cell level. While IgE cross-reactivity has been well documented, T-cell cross-reactivity has not been thoroughly studied. Well-designed studies that underlie the T-cell mechanisms that accompany allergic inflammation are highly useful in future design for successful immunotherapy as T-cells play a crucial role in the perpetuating cycle of allergic response. Cross-reactivity at the T-cell level was studied with the use of HLA class II Tetramers in two distinct models: grass-pollen and tree nut allergy. In the first study, grass pollen from the Pooideae subfamily was studied. We identified that Timothy grass derived epitopes did not cross-reacted with all homologous epitopes from distinct grass-pollen species indicating that timothy grass alone does not cover the whole set of epitopes. Moreover, these minimally cross-reactive epitopes were detected with comparable frequency, phenotype and functionality to Phl p-specific T-cells, suggest that a multiple allergen system should be considered for immunotherapy instead of a mono allergen system. In the tree nut allergy model, we used cashew as a model to study tree-nut cross-reactivity against hazelnut, pistachio and walnut at the T-cell level. T-cell-clones specific to 7 out of 12 were generated to assess cross-reactivity by tetramer co-staining and proliferation experiments. TCC specific to cashew derived epitopes could readily proliferate with hazelnut and pistachio but not walnut peptides. This study leads to the conclusion that exposure to other tree nut allergens can trigger cashew-specific T-cell responses in these cashew allergic subjects. Strict avoidance of other tree nuts should be recommended in cashew allergic subjects. Food allergies have become a major public health concern as they can cause severe and sometimes fatal reactions. Nonetheless, food allergy-specific T-cell epitopes remain unidentified and uncharacterized. In the food allergy characterization study, we examined walnut allergen-specific T-cells. T-cell reactivity towards Jug r 1 and Jug r 2, as their corresponding allergens in peanut, 2S albumin (Ara h 2) and 7S vicilin-like seed storage protein (Ara h 1) respectively, are highly immunogenic in peanut allergic subjects. Jug r 3 was also studied since we have a small cohort of samples from Spain, where LTP is the major plant food allergen. We initially investigated Jug r 1 Jug r 2 and Jug r 3-specific T-cell responses using CD154 activation assay. Jug r 2, but neither Jug r 1 nor Jug r 3, elicited dominant T-cell responses in allergic subjects. Several Jug r 2 derived epitopes were then identified by using tetramer-guided epitope mapping (TGEM). The magnitude and phenotype of the response of Jug r 2-specific CD4+ T-cells in allergic and non-allergic subjects were determined directly ex-vivo. The predominant phenotype for Jug r 2 reactive T-cells is central memory phenotype. Results show that allergic subjects have a predominant TH2 phenotype, however, TH17 responses in some individuals were also observed. T-cells with CCR4+CD27+, CCR4+CD27-, CCR4+CCR6+ and CCR4+CCR6- surface phenotypes were detected in allergic subjects. T-cells from non-allergic subjects have a TH1 and TH1/TR1 phenotypes characterized by surface expression of CXCR3. Similar observations were observed in the cashew model. Both Cashew and Walnut-specific T-cells with TH2, TH17 and TH2/TH17 phenotypes could be detected in non-asthmatic and asthmatic walnut allergic subjects. Understanding this T-cell heterogeneity may improve our understanding of disease manifestation. / Las alergias están aumentando por razones que aun son desconocidas. Los alérgenos, pueden actuar al nivel de IgE como al nivel de células T. Generalmente, los pacientes alérgicos están polysensitizados a distintas especies que contienen alérgenos debido a su relación filogenética. Aunque la reactividad cruzada ha sido estudiada a nivel de IgE, la misma ha sido poco estudiada a nivel de células T. En este estudio utilizamos tetrámeros de clase II para estudiar este fenómeno en dos modelos: uno de gramíneas y otro de frutos secos. Para el primero encontramos que un sistema de especies múltiples debería de ser utilizado, debido a que células que mínimamente reactivas están presentes con fenotipos, frecuencias y funcionalidad a la de la gramínea Timothy. Para los frutos secos encontramos que los clones de células T derivados de anacardos reconocen y tienen capacidades funcionales hacia pistacho y almendra pero no a la nuez. Evitar estos alimentos debería de ser estrictamente sugerido. Finalmente, nuestro estudio que se baso en la caracterización de células T especificas contra alimentos fue enfocado en la alergia a la nuez. Encontramos que los pacientes alérgicos contienen una variedad heterogenia en la respuesta celular T, caracterizada por respuestas TH2, TH2/TH17 y TH17, mientras que los pacientes no alérgicos tenían una frecuencia de células T baja o ausente y un fenotipo TH1. Además, la mayoría de las células tienen un fenotipo de memoria central. El entendimiento de esta heterogeneidad debería de ser aplicado para la mejora de tratamientos.

Desde el inicio de la cirugía cardiaca, el desarrollo de nuevas técnicas quirúrgicas, los avances en los métodos de circulación extracorpórea (CEC) y los tratamientos en cuidados intensivos hacen que la mortalidad de estos pacientes haya disminuido de casi el 100% hasta un 5-6% en la actualidad. No obstante, estas cifras se mantienen estables durante los últimos años. La respuesta inflamatoria asociada a la CEC es un proceso que puede llegar a desarrollar complicaciones mayores incluyendo insuficiencia respiratoria, shock, fracaso renal e incluso fracaso multiorgánico. La cirugía con CEC provoca cambios sistémicos importantes que inician el proceso de SIRS. Entre ellos se encuentra la hipoperfusión esplénica, que podría producir daños en la mucosa intestinal alterando la permeabilidad de la barrera favoreciendo así la traslocación bacteriana y la endotoxemia. La endotoxina es un lipopolisacárido de la pared celular de las BGN y es reconocido como un importante estímulo para el desarrollo del SIRS. Su presencia en pacientes sometidos a CEC ha sido ampliamente reconocida, pero la magnitud de la endotoxemia así como su correlación con la evolución clínica y la aparición de complicaciones varía ampliamente entre los estudios. Según algunos estudios, la concentración sistémica de endotoxinas se correlaciona estrechamente con el grado de disfunción cardiovascular, duración de la cirugía, tiempo de CEC, tiempo de isquemia y necesidad de aminas vasoactivas, lo que se podría resumir en todas aquellas situaciones que potencialmente podrían favorecer una situación de hipopefusión esplácnica. Existen diferentes técnicas para detectar la presencia de la endotoxemia. Tradicionalmente, se había cuantificado la cantidad de endotoxina mediante un análisis in vitro denominado lisado de Amebocitos del Limulus Polyphemus (LAL), pero este test nunca ha sido aprobado por la FDA pasa su uso en sangre. Esto ha motivado el descubrimiento de un nuevo test llamado ensayo de actividad de endotoxina (EAA) (Spectral Diagnostics, Toronto, ON, Canadá), que consta de un kit de prueba rápida de quimioluminiscencia inmunodiagnóstica que se puede realizar en menos de 1 hora, aprobado por la FDA para su realización en líquidos biológicos como es la sangre. Los objetivos marcados del estudio fueron detectar la presencia de endotoxemia en el postoperatorio de cirugía cardiaca utilizando un nuevo método diagnóstico así como establecer los factores de riesgo de presentar endotoxemia y establecer la implicación pronóstica de esta. El estudio se ha realizado en la Unidad de Cuidados Intensivos del Hospital Germans Trías i Pujol, Badalona. Incluimos un total de 107 pacientes, la mayoría varones (69%), con una edad media de 66 años (36-87). El 38% tenían DM, 71% HTA y un 12% vasculopatía periférica. La mediana del EuroSCORE I fue de 7 (0-16). Solo 24 pacientes presentaron endotoxemia alta (≥0,4EA). La duración mediana de la CEC fue de 95 min (24-300) con un tiempo de isquemia (ClAo) de 72 min (17-175). El 37% de los pacientes requirieron transfusión de concentrados de hematíes. Los resultados de nuestro estudio indican que en el postoperatorio de cirugía cardiaca existe endotoxemia al menos en grado moderado y que esta puede tener utilidad en la detección de aquellos pacientes que pueden presentar infección postoperatoria precoz. Como factor de riesgo de endotoxemia, hemos observado que aquellos pacientes con vasculopatía periférica y los que requieren trasfusión de mayor cantidad de concentrados de hematíes durante la intervención son los que presentan mayor riesgo de presentar endotoxemia en el postoperatorio inmediato. / Since the beginning of cardiac surgery, development of new surgical techniques, advances in methods of cardiopulmonary bypass (CPB) and intensive care treatments, mortality has decreased from almost 100% to 5- 6% today. However, these figures have remained stable in recent years. The inflammatory response to CPB has been implicated in many of the postoperative clinical problems that often occur in these patients including respiratory failure, postoperative shock states, renal failure and multiple organ dysfunction syndrome. These systemic changes may be due to many different mechanisms. One mechanism, is attributed to splanchnic hypoperfusion that might cause harm to the intestinal mucosa by altering the barrier’s permeability, thus favouring bacterial translocation and endotoxemia. Endotoxin is a lipopolysaccharide in the membrane of GNB and is known to be one of the most potent activators known of innate immunity and the inflammatory response in humans. In patients subjected to cardiac surgery, transient endotoxemia has been shown in many occasions, which seems to be closely related to extracorporeal circulation, but the magnitude of endotoxemia and their correlation with clinical evolution and the development of complications vary widely between studies. According to some studies, systemic endotoxin concentration is closely correlated with the degree of cardiovascular dysfunction, duration of CPB, ischemic time and need for vasoactive amines, which can be summarized in all situations that could potentially favor a situation of splanchnic hypoperfusion. There are different techniques to detect the presence of endotoxemia. The amount of endotoxin has traditionally been quantified by the analysis known as “Limulus amebocyte lysate” (LAL), but this test has never been approved by the FDA for clinical use in humans. This has led to the discovery of a new test called endotoxin activity assay (EAA) (Spectral Diagnostics, Toronto, ON, Canada), comprising a rapid chemiluminiscent immunodiagnostic test kit that can be performed in less than 1 hour, approved by the FDA for its realization in biological fluids such as it is blood. The purpose of the study was to assess the prevalence of endotoxemia related to CPB in a cohort of patients undergoing cardiac surgery, using the EAA test. There was also investigated the criteria for high risk of endotoxemia and the association between endotoxemia and the development of adverse clinical events including length of stay and mortality. The study was performed in the Intensive Care Unit of Germans Trias i Pujol Hospital, in Badalona. A total of 107 patients were enrolled. Of these 107 patients, the median age was 66 years (36-87), most were males (69%), 38% had DM, 71% HTA and 12% peripheral vascular disease. Median EuroSCORE I was 7 (0-6). Only 23 patients had EAA ≥0,4 EA. Median CBP time was 95 (24-300) and isquemic time 68 (17-175) minutes. 37% required blood transfusion. The results of the study indicate that in postoperative cardiac surgery there is endotoxemia at least in moderate degree, and that the presence of endotoxemia is significantly related to early postoperative infection. As a risk factor, we found that patients with peripheral vascular disease and transfused more than 2 during surgery are those with increased risk of endotoxemia.