La vida neonatal se caracteriza por una sensibilidad elevada frente a agentes infecciosos, posiblemente debida a la ausencia de memoria inmunológica preexistente en recién nacidos. Otro factor importante que puede contribuir a esta sensibilidad es el reducido número de células inmunocompetentes presentes en los tejidos linfoides periféricos en las primeras etapas de vida. El proceso de maduración inmunológica se halla influenciado por factores exógenos procedentes fundamentalmente de la dieta y de la microbiota presente en las mucosas.La lactancia materna es el vehículo utilizado por la madre para la transferencia de inmunidad pasiva al neonato, principalmente IgA, leucocitos, citocinas, ácidos grasos y otros agentes bioactivos. Estos componentes no solo ofrecen protección frente a infecciones sino que modulan el sistema inmunitario del neonato, inmaduro en el momento del nacimiento.El Ácido Linoleico Conjugado, mejor conocido por su acrónimo en inglés CLA, es un ácido graso poliinsaturado de cadena larga que comprende isómeros de posición y esteroisómeros, es decir formas "cis" y "trans", siendo los isómeros cis-9, trans-11 y trans-10, cis-12, los predominantes del CLA presente en alimentos de consumo diario. La leche es uno de los alimentos en los que el CLA se encuentra en mayores proporciones. El CLA interfiere en una gran variedad de procesos fisiológicos entre los que se encuentran la reducción de la grasa corporal, un efecto anti-aterosclerótico y anti-cancerígeno. Actualmente, aunque existen diversos estudios del efecto de CLA sobre el sistema inmunitario, ninguno de ellos ha sido estudiado en las primeras etapas de vida.Se parte de la premisa que la maduración del sistema inmunitario intestinal y sistémico tiene lugar en la etapa postnatal y depende entre otros, de factores exógenos procedentes de la dieta. Partiendo de la actividad inmunomoduladora sugerida para el ácido linoleico conjugado (CLA), presente en la leche materna, se plantea que el suplemento dietético con la mezcla isomérica de CLA -cis9,trans11:trans10,cis12 (80:20)- durante las primeras etapas de vida podría contribuir a la maduración del sistema inmunitario. Este planteamiento se concreta en los tres objetivos específicos de la tesis. Los dos primeros van dirigidos a determinar la influencia del suplemento con CLA durante los períodos de gestación, lactancia y primera infancia sobre el desarrollo del sistema inmunitario en ratas Wistar, y un tercer objetivo que pretende establecer el efecto inmunomodulador del suplemento con CLA -de forma continuada desde la gestación y durante 17 semanas- en ratas adultas inmunizadas con ovoalbúmina.Una de las principales aportaciones de la tesis es la demostración que el suplemento dietético con CLA (mezcla 80:20 de los isómeros cis9,trans11:trans10,cis12) durante los períodos de gestación, lactancia y primera infancia- ejerce un efecto inmunopotenciador sobre la respuesta inmunitaria humoral sistémica e intestinal durante las primeras etapas de vida en ratas Wistar.Concretamente, a nivel sistémico, este efecto inmunopotenciador se refleja en un incremento tanto de la concentración sérica de inmunoglobulinas como la producción esplénica de IgM. A nivel intestinal, el aporte de CLA induce un aumento de la expresión génica de IgA y su secreción hacia la luz intestinal. Por otra parte, cabe destacar que cuando el suplemento con CLA se inicia en el período de gestación y se prolonga durante 17 semanas, se evidencia también la capacidad inmunopotenciadora en rata adulta. En este caso, CLA incrementa la respuesta inmunitaria celular específica y promueve, a nivel intestinal, la producción de anticuerpos de isotipo IgA dirigidos contra un antígeno determinado. Por tanto, las propiedades inmunomoduladoras de CLA confieren a este ácido graso un gran potencial como posible ingrediente funcional. / THESIS SUMMARY:The maduration of the intestinal and systemic immune system takes place during the postnatal period and depends among others, of external factors coming from diet. It has been suggested that conjugated linoleic acid (CLA), present in breast milk, has immunomodulatory properties.Thus, it has been hypothesized that the CLA isomers mixture -cis9,trans11:trans10,cis12 (80:20)- during the first stages of life could help immune system maduration.This approach has been developed in three main objectives. The first two objectives are focused on determining the influence of CLA supplementation during gestation, suckling and early infancy on the development of the immune system of Wistar rats. The third aim tries to establish the immunomodulatory effect of CLA supplementation since gestation and during 17 weeks, in adult rats challenged with ovoalbumin.The main contribution of this thesis is the demonstration that CLA supplementation (isomer mixture 80:20 cis9,trans11:trans10,cis12) during gestation, suckling and early infancy enhances the systemic and intestinal immune response during the first stages of life in Wistar rats.Specifically, CLA supplementation shows an immune enhancing effect by increasing the concentration of sera immunoglobulins as wells as the splenic production of IgM. At the intestinal level, CLA induces an increment of IgA gene expression and its secretion to the intestinal lumen. Moreover, when CLA supplementation begins during gestation and lasts for 17 weeks, it is also seen an immune enhancing effect on adult rats. In this case, CLA increases the specific cellular immune response and promotes, at the intestinal level, the production of IgA antibodies for a particular antigen. Therefore, the immunomodulatory properties of CLA provide this fatty acid a great potential as possible functional ingredient.

Los modelos psicobiológicos de tolerancia al ejercicio vigentes presentan claras limitaciones al intentar explicar la aparición, con la acumulación de la fatiga, de determinados fenómenos no lineales (e.g., cambios discontinuos en las variables estudiadas, aumento de las fluctuaciones de dichas variables al acercarse a las discontinuidades, metaestabilidad entre estados) sin tener que recurrir a explicaciones ad hoc. Estos fenómenos señalan la existencia de una posible integración psicobiológica de tipo dinámico y no lineal (i.e., no proporcional ni aditiva) en la fatiga inducida por el ejercicio. En este contexto, el objetivo general de esta tesis doctoral fue revelar el tipo de integración psicobiológica mediante la búsqueda y el estudio de señales de no linealidad en parámetros de orden cinemáticos: ángulo del codo y cadencia de pedaleo (para desentrañar el rol de la intención), y psicológicos: foco de atención, y percepción de esfuerzo (PE). Para lograr dicho objetivo se llevaron a cabo tres estudios empleando ejercicios a intensidad constante. El primero tuvo por finalidad explorar el rol de la intención en la terminación del ejercicio inducida por la fatiga. Los resultados de los experimentos analizados en este estudio mostraban que parámetros de orden como el ángulo del codo y la cadencia de pedaleo cambiaban de estado con la fatiga, tras un aumento de las fluctuaciones, pasando de forma discontinua de un ángulo intencionalmente impuesto de 90º a uno de aproximadamente 0º o de una cadencia de 70 rpm a una cercana a las 0 rpm, respectivamente. En el segundo estudio, centrado en observar la dinámica del foco de atención en un ejercicio de carrera en cinta al 80% de la frecuencia cardíaca máxima hasta el fallo con pensamientos disociativos (PD) intencionalmente impuestos, se manifestaron fenómenos de emergencia espontánea de pensamientos asociativos (PA) y de dinámica metaestable entre los PD y los PA. Estos hallazgos confirmaron las predicciones de un modelo dinámico y no lineal del foco de atención. En el tercer estudio, cuyo objetivo fue analizar la dinámica de la PE, en un experimento piloto el 33.33% (grupo CR10 de Borg) y el 66.66% (grupo RPE 6-20 de Borg) de los participantes mostraron una dinámica fluctuante de su “rating of perceived exertion” (RPE) durante un ejercicio en cicloergómetro, informando cada 15 s, a una intensidad correspondiente a RPE = 15 (i.e., “hard”). Por otra parte, en los dos experimentos subsiguientes, también en cicloergómetro y a intensidad constante, se requirió informar de cambios en la PE sin expresar su magnitud (i.e., reportando únicamente “incremento” o “disminución”) y justo en el momento de notarlos. Los resultados de estos experimentos mostraron una dinámica predominantemente fluctuante de todos los participantes bajo diferentes condiciones de duración, intensidad, y terminación del ejercicio. Sin embargo, poco antes del fallo espontáneo inducido por la fatiga (FEIF) manifestaron un cambio a una dinámica predominantemente no fluctuante (solo incrementos de PE). En conclusión, al testar diferentes parámetros de orden y ejercicios a intensidad constante se han hallado diversas señales de no linealidad. Concretamente, la disolución espontánea del atractor intencional coincidente con el fallo, la emergencia espontánea de PA y de una dinámica metaestable entre los PD intencionalmente impuestos y los PA, y el cambio de una dinámica predominantemente fluctuante de la PE a una predominantemente no fluctuante. Por consiguiente, se hace necesaria la construcción de un modelo de integración psicobiológica dinámico y no lineal para explicar la fatiga inducida por el ejercicio. / Current psychobiological models of exercise tolerance encounter clear limitations in accounting for the presence of nonlinear phenomena (e.g., discontinuous changes in some variables under study, increase of the fluctuations of those variables when approaching discontinuous points, metastability between states) with fatigue accumulation unless they resort to specific ad hoc explanations. These phenomena point out to the existence of a possible nonlinear dynamic psychobiological integration (i.e., it is not proportional or additive) in the exercise-induced fatigue. In this context, the aim of this doctoral dissertation was to reveal the kind of psychobiological integration by searching and studying the presence, with effort accumulation, of nonlinear signals in kinematic order parameters: elbow angle and cycling cadence (in order to investigate the role of intention), and psychological order parameters: attention focus, and perception of effort (PE). To meet this aim three studies, using constant-power exercises, were carried out. The first study aimed at exploring the role of intention in fatiguing exercise. Results of this study showed that order parameters such as the elbow angle and the cycling cadence changed their intentionally imposed states after the fluctuations increased. In the second study, aimed to observe attention focus dynamics, phenomena of spontaneous emergence of task-related thoughts (TRT) and metastable dynamics between task-unrelated thoughts (TUT) and TRT were manifested when TUT was intentionally imposed. These findings confirmed the predictions of a nonlinear dynamical model of attention focus. In the third study, aimed at testing the PE dynamics, the results showed a PE dominant fluctuating dynamics under different effort conditions (duration, intensity, and termination) changing towards a non-fluctuating dynamics (only increases) when approaching the volitional exhaustion point. In summary, when testing different order parameters under constant-power load, some nonlinear signals have been found. Specifically, spontaneous dissolution of the intentional attractor coincident with the volitional exhaustion, spontaneous emergence of TRT and of a metastable dynamics between the intentionally imposed TUT and TRT, and changes from a PE dominant fluctuating dynamics towards a dominant non- fluctuating dynamics. Accordingly, a nonlinear dynamical model of psychobiological integration is required to explain the exercise-induced fatigue.

Las enfermedades mitocondriales pueden ser englobadas dentro de las enfermedades raras de la edad pediátrica. Esta tesis recoge aspectos clínicos, bioquímicos y genéticos de 241 pacientes con enfermedades mitocondriales diagnosticados en el hospital "Necker-Enfants Malades, Paris", en el período comprendido entre los años 1977 al 2002.. Este amplio espectro de información incluye características generales como son la descripción de las formas de presentación clínicas y procedimientos diagnósticos, pero también recoge aspectos poco conocidos como son los estudios clínicos de seguimiento a largo plazo de estos pacientes, déficits enzimáticos muy inusuales y nuevos hallazgos clínicos, bioquímicos y moleculares no reportados previamente. En cuanto a las manifestaciones clínicas, a parte de la forma de presentación clásica con afectación multiorgánica e hiperlactacidemia severa en los casos de debut precoz, se exponen algunos signos guía que pueden ser indicativos de algún déficit en concreto. En particular, los movimientos anormales asociado a un síndrome rígido acinético infantil nos pueden apuntar hacia un déficit de piruvato carboxilasa, mientras que hipoglucemias recurrentes aisladas son orientativas de un déficit de complejo III de la cadena respiratoria mitocondrial. Los estudios bioquímicos se demuestran de mayor ayuda en trastornos del metabolismo del piruvato y del ciclo de Krebs que en déficits de la cadena respiratoria. En concreto, una hiperlactacidemia asociada a una relación lactato/piruvato normal asociado a una actividad normal de la enzima piruvato deshidrogenasa, orientan hacia un déficit en el transportador mitocondrial del piruvato. Un punto en ocasiones conflictivo en el estudio de la cadena respiratoria mitocondrial, es el tipo de tejido a analizar. Lo más habitual es realizar una biopsia muscular Por el contrario se realizan escasos estudios en tejido hepático si los resultados en músculo han sido normales y no hay signos clínicos ó biológicos de afectación hepática. Los resultados de este estudio muestran que el análisis de la cadena respiratoria en tejido hepático pueden ser de gran ayuda en el diagnóstico, especialmente cuando el paciente presenta manifestaciones neurológicas predominantes. Por otro lado, existen escasos estudios de seguimiento clínico a largo plazo en el campo de los errores congénitos del metabolismo, en cambio, éstos son cruciales para tener una idea precisa del futuro de estos niños así como la posibilidad de establecer factores pronósticos. En este sentido, los neonatos con diversos déficits de la cadena respiratoria mitocondrial tienen una elevada mortalidad y una muy pobre calidad de vida aunque se recogen algunas formas "reversibles" y "benignas".Los datos relativos a mutaciones de genes nucleares recogidos en este trabajo son escasos ya que exponer las características genéticas ó establecer posibles relaciones entre el genotipo y el fenotipo de estas enfermedades no estaban dentro de los objetivos de este trabajo. A pesar de ello se reporta un nuevo gen nuclear responsable de un cuadro clínico de hipoglicemias de repetición asociado con un déficit del complejo III. / Mitochondrial disorders are rare causes of disease in childhood. This thesis reports clinical, biochemical and genetic aspects of 241 paediatric patients with mitochondrial disorders diagnosed in the "Hôpital Necker-Enfants Malades, Paris" from 1977 to 2002. This wide spectrum of information includes general characteristics such as clinical presentation and diagnostic approach, poorly documented features such as follow-up studies or uncommon enzymatic deficiencies, and new particular findings, not reported before. Concerning clinical presentation, other than the well known multiorganic involvement associated with severe hyperlactacidemia in young children, some guideline signs that may indicate a particular defect are exposed. Movement disorders associated with rigid akinetic syndrome in pyruvate carboxylase deficiency or recurrent isolated hypoglycaemias in complex III deficiency are examples of these rare but very orientative signs. Biochemical tests appear to be of great help in deficiencies that do not concern the respiratory chain. Consequently, some "redox cycle", amino acids or organic acids profiles are more likely to correspond to defects in pyruvate or Krebs cycle metabolism. In particular, hyperlactacidemia with normal lactate/pyruvate ratio and normal pyruvate dehydrogenase activity would point towards impaired mitochondrial pyruvate carrier.Other diagnostic dilemma in MRC is the tissue of choice. It is unusual to perform a liver biopsy if the results of the activities in muscle have been normal but there is no apparent hepatic disease. The results of this study show that the analyse of the hepatic tissue could be very helpful, especially in patients with predominant neurological disease.Follow-up studies in inborn errors of metabolism are very infrequent. However, they are crutial to have a global and accurate idea about the future of these children as well as to establish possible prognostic factors. In this respect, newborns with respiratory chain deficiencies have a very high mortality and a poor quality of life, although some "reversible" and "benign" forms could be found.Little data about nuclear genes is here reported. Genetic characteristics or trying to establish phenotype-genotype correlations, are not among the aims of this study. Nevertheless a new nuclear gene related to isolated repetitive hypoglycaemias and complex III deficiency is also reported.

La capacidad de activarse y proliferar de las células del Sistema Inmunológico constituye uno de los elementos básicos de su funcionamiento. Existen numerosas evidencias de que la activación de los linfocitos T no depende exclusivamente de la señal proporcionada a través del complejo T3-T1, sino que son necesarias otras señales que determinan o condicionan el inicio de la respuesta o regulan su desarrollo. Se han descrito por lo menos tres moléculas de membrana capaces de transmitir señales de activación a los linfocitos T: la vía del CD3, la vía del CD2 y la vía del CD28. El efecto de las "primeras señales" proporcionadas por estos Acm no serian suficientes por si solas para inducir la proliferación. Todas ellas en determinadas condiciones precisan de una "segunda señal" generalmente proporcionada por el monocito. Los Acm GD3 permiten la activación a través de un mecanismo muy similar al que utiliza el antígeno, constituyendo un excelente modelo para estudiar el proceso de la activación de los linfocitos T. En esta tesis nos hemos planteado los siguientes objetivos: 1) Definir cuales son las señales necesarias para inducir la proliferación por la vía del complejo 13-T1. 2) Esclarecer la función de los monocitos en la activación a través del complejo 13-T1. 3) Determinar cuales son los mecanismos que regulan la activación linfocitaria inducida por el compleja 13-Ti, y la posibilidad de imitar estas señales reguladoras mediante Acm. 4) Identificar las moléculas de membrana transductoras de señales reguladoras de la secreción de IL-2 o de la expresión de su receptor. 5) Establecer las diferencias existentes entre las subpoblaciones linfocitarias CD4+ y las CD8+ en cuanto a señales necesarias para su activación. En una primera fase hemos caracterizado funcionalmente algunos de los Acm producidos en nuestro laboratorio, entre ellos: Cris-7 (CD3), Edu-2 (CD4), 68-5A5 (CD18) para cuyas moléculas diana ya había sido descrita una actividad funcional utilizando otros Acm. En una segunda fase utilizando la activación a través del complejo 13-T1, hemos descrito la participación de las moléculas, reconocidas por los Acm CD45, en la transmisión de señales activadoras de la secreción de 1L-2, por los linfocitos T4+, este fenómeno constituye la principal aportación original de esta tesis. Además hemos comparado la señal proporcionada por Acm CD45 con la proporcionada por Acm CD5. En una tercera y última fase, hemos abordada los mecanismos inhibitorios de los Acm CD18 y CD4 en un intento de esclarecer si actúan interfiriendo señales positivas o imitando señales negativas. CONCLUSIONES PRINCIPALES: La activación de los linfocitos por 8eph-CD3, precisa de una "segunda serial" proporcionada por los monocitos. En ausencia de monocitos tanto los linfocitos 14+ como 18+, activados por Seph-CD3 expresan receptores funcionales para la 1L-2 pero son incapaces de secretar ésta y por tanto no proliferan a menos que se les proporcione 1L-2 exógena. Las moléculas del Antígeno Común Leucocitario T200, reconocidas por los Acm CD45 pueden actuar como receptoras de una "segunda señal", necesaria para que los linfocitos CD4+ activados mediante Seph-CD3, secreten 1L-2 e inicien los mecanismos de duplicación de su DHA. Esta señal es similar, en cuanto a sus resultados finales, con la recibida a través del antígeno T1 (CD5), el hecho que el efecto de ambas señales sobre la mitogénesis, de MHDC activados por Seph-CD3, sea sinérgico indica que las vías intracelulares utilizadas podrían ser distintas. Solo las subpoblaciones T4+, pero no las T8+, son sensibles a la "segunda señal" proporcionada por Acm CD45 o CD5. Por lo tanto los requerimientos para activar ambas subpoblaciones son distintos, por lo menos en cuanto a la naturaleza de la "segunda señal” que necesitan para proliferar. El efecto inhibidor inducido por Acm CD4 sobre la mitogénesis, inducida por Seph-CD3, es más evidente en los sistemas sin monocitos y por tanto no puede ser atribuido a la interferencia de la comunicación entre estos y las células T, al parecer los Acm CD4 pueden proporcionar una serial activa de inhibición específica de la vía T3-T1. CONCLUSIONES SECUNDARIAS: El Acm 12-5D3 <CD45) actúa en las fases iniciales de la activación. El efecto facilitador de la proliferación de MHDC inducido por el Ac. 72-5D3 (CD45) se puede observar en la mitogénesis inducida, por Seph-CD3 y PHA pero no en la inducida por ConA. Todos los Acm del grupo CD45 estudiados pertenecientes a diferentes isotipos y dirigidos contra diferentes epítopos poseen la capacidad de proporcionar la "segunda señal" necesaria para la mitogénesis de XHDC activadas por Seph-CD3. Los Acm 72-5D3 (CD45) y Cris-l (CD5), además de inducir la secreción de IL-2 en MHDC activadas por Seph-CD3, aumentan la secreción de 1L-2 de PBMC activadas por Seph-CD3. El Acm Cris-7 posee las características funcionales descritas para otros Acm del isotipo IgG2.del grupo CD3: Es mitogénica por PBMC. Inhibe la mitogénesis inducida por PHA, el Cultivo Mixto Linfocitario y la actividad CTL. No inhibe la actividad NK ni NK-like (o LAK). El Acm 68-5A5 (CD18) inhibe la mitogénesis inducida por PHA, ConA, PWM, MLC, y Toxoide Tetánico pero no la inducida por Seph-CD3. Además inhibe la actividad NK y CIL, capacidad ya descrita para otros Acm del grupo CD18. El Acm Edu-2 (CD4) inhibe la mitagénesis inducida por Seph-CD3, IILC y Toxoide Tetánico pero no la producida por PHA, ConA y PHA. Estos efectos concuerdan con lo descritos para otros Acm de su mismo grupo.

La lesió de medul·la espinal és una de les principals causes de mortalitat entre pacients menors de 50 anys. Es dona en una taxa d’entre 20-­‐40 persones per milió d’habitants i amb una major prevalença en homes que en dones (amb una ratio de 4:1). A diferència del sistema nerviós perifèric (SNP), el sistema nerviós central (SNC) de mamífers adults presenta una limitada capacitat de regeneració espontània fet que porta a una pèrdua de dèficits funcionals permanents. Això és degut en part a: la escassa capacitat endògena de les neurones centrals per regenerar els seus propis axons després d’una lesió, la limitada capacitat del SNC per substituir neurones i oligodendròcits morts i la generació d’un ambient desfavorable en el SNC per promoure la regeneració axonal després de lesió. La fisiopatologia de les lesions de medul·la espinal inclou dues fases: la lesió primària i la lesió secundària. La lesió primària és conseqüència del trauma mecànic directe a la medul·la espinal que comporta el trencament d’axons, vasos sanguinis, membranes cel·lulars i mielina. La lesió primària es seguida per una segona onada de degeneració tissular que ocorre durant un període de varies setmanes i comporta una sèrie de processos cel·lulars i moleculars que tenen com a resultat l’increment del dany inicial en el parènquima medul·lar. Els mecanismes del dany secundari són diversos i no estan del tot ben definits, tot i així diversos estudis indiquen que la resposta inflamatòria n’és un dels principals components. La inflamació es un procés essencial després de lesió, un mecanisme per evitar infeccions i promoure reparació. En aquesta resposta, les citocines i les quimiocines juguen un paper essencial en el reclutament i l’activació de les cèl·lules immunes i les cèl·lules glials del SNC per iniciar i mantenir la resposta inflamatòria. A més, independentment del teixit en el qual es produeixi, la resposta immune es auto limitant i auto resolutiva. Encara que en lesions de medul·la espinal la resposta immune es necessària per retirar restes de mielina i les cèl·lules mortes e iniciar mecanismes de regeneració, les cèl·lules immunes secreten una sèrie de molècules que causen dany tissular. Aquest dany tissular és encara més pronunciat en el SNC que en altres degut a la limitada capacitat de regeneració i de reemplaçar cèl·lules mortes del SNC. Encara més, a diferència d’altres teixits, la resposta inflamatòria en el SNC no es auto resolutòria fet que porta a una cronificació de la inflamació incrementant la degeneració del parènquima medul·lar. La interleucina 37 és una citocina anti-­‐inflamatòria que es capaç de suprimir la resposta immune inhibint l’expressió de les citocines pro-­‐inflamatòries sense afectar a l’expressió de les anti-­‐inflamatòries. D’aquesta manera la IL-­‐37 es podria considerar com a un possible candidat per a reduir la resposta inflamatòria després de una lesió de medul·la espinal i d’aquesta manera promoure regeneració de recuperació funcional. També, la IL-­‐37 podria potencialment ser usada per a altres desordres tant del SNC com d’altres sistemes on la resposta inflamatòria té un efecte perjudicial com ara lesions traumàtiques al cervell, malaltia d’Alzheimer, arteriosclerosi, asma o artritis entre d’altres. / Spinal cord injury (SCI) is one of the main causes of mortality among patients under 50 years old. It occurs in most countries at an annual rate of 20–40 people per million of inhabitants, affecting more at men than women with a ratio of 4:1. Unlike peripheral nervous system (PNS), central nervous system (CNS) of adult mammals has limited abilities for spontaneous self-­‐repair which leads to permanent functional deficits. This is due, in part, by: the poor intrinsic capacity of central neurons to regenerate their axons following injury, the limited ability of the CNS to replace dead neurons and oligodendrocytes, the inappropriate environment of the CNS to support axonal growth. The pathophysiology of SCI involves two stages: the primary and the secondary injury. The first results from the mechanical trauma to the spinal cord that directly disrupts axons, blood vessels, membranes of neurons and glial cells, and myelin. This is followed by the secondary wave of tissue degeneration, which occurs over a period of several weeks, and encompasses a sequence of cellular and molecular events that are triggered in the spinal cord parenchyma as a result of the primary trauma. The mechanisms of secondary injury are multiple and not well defined, however a large number of studies indicates that inflammation is the main contributor to secondary injury. Inflammation is an essential aspect of the injury response and a means to curb infections and initiate wound healing. Chemokines and cytokines play an important role in the recruitment and activation of peripheral immune and CNS glial cells to initiate and maintain the inflammatory response. Regardless of the tissue in which it occurs, the inflammatory response is normally self-­‐limiting and undergoes resolution in a timely fashion. Although the inflammatory response is required for the clearance of cell and myelin debris and for wound healing in SCI, immune cells secrete several factors that cause damage to tissue. The damaging effects of inflammation are more pronounced in the CNS than other tissues because of the limited capacity of the CNS for axon regeneration and replenishment of damaged neurons and glial cells. Moreover, and in contrast to host tissues, inflammation does not terminate in a timely manner following SCI, leading to the development of chronic inflammation that further increase the degeneration of the spinal cord tissue. IL-­‐37, also known as IL-­‐1 family 7b (IL-­‐1F7) is an anti-­‐inflammatory cytokine. IL-­‐37 suppresses innate immune response by silencing the expression of pro-­‐inflammatory cytokines without altering those that are anti-­‐ inflammatory. IL-­‐37 might therefore be a suitable candidate to reduce inflammation and thus mediate protection and functional recovery after SCI. Moreover, IL-­‐37 could potentially be used for other CNS and non-­‐CNS disorders where the immune response plays a detrimental role such as acquired brain injury Alzheimer’s disease, atherosclerosis, asthma and arthritis, among others.

La inoculación de Staphylococcal enterotoxin B (SEB) en combinación con DGalactosamina en ratones BALB/c, induce shock tóxico y provoca la muerte al cien por cien de los ratones. Una pronta y elevada liberación de IL-2, IL-6, IFNγ y TNFα, así como una activación de STAT1 y STAT3 fueron observadas durante este proceso. Por el contrario, la inoculación periódica de bajas dosis de SEB modifico la respuesta y evito la muerte de los ratones tras inducirles el shock tóxico. Los niveles séricos de citocinas proinflamarorias IL-2 e IFNγ así como sus receptores celulares fueron bajos en estos ratones, mientras que los niveles de IL-10 fueron muy elevados. En el shock tóxico IFNγ fue el responsable de la marcada activación de JAK/STAT1 y de provocar la muerte ya que como se probó, al inhibir las Proteinas JAK con AG490 los niveles de IFNγ así como los de su receptor se redujeron y se evito la muerte. IL-6 fue quien activo STAT3 durante el shock tóxico mientras que IL-10 jugo un papel fundamental en la activación de STAT3 en los ratones tolerizados. EL papel relevante de las células CD4 fue determinado cuando los ratones control que recibieron los linfocitos T CD4 sobrevivieron a la muerte tras la inducción de shock tóxico. Adicionalmente, linfocitos T CD4 purificados a partir de ratones tolerizados, Durante el proceso de tolerización proteínas implicadas en la señalización vía TCR como DGKα

La síndrome metabòlica és una epidèmia creixent a tot el món i consisteix en un conjunt de factors de risc per a la malaltia cardiovascular i diabetis tipus 2. Es caracteritza per l’obesitat central, la hiperlipidèmia, la hipertensió i la resistència a la insulina; uns factors que estan vinculats amb els canvis de l’estil de vida de la població, causats pel consum de dietes hipercalòriques i d’un estil de vida sedentari. Les primeres línies de tractament per reduir la síndrome metabòlica són l’adequació de la ingesta calòrica i l’activitat física. No obstant, aquestes recomanacions sovint són difícils d’aplicar i la incorporació de diferents compostos bioactius a la dieta podria ser una alternativa útil per al tractament de la síndrome metabòlica. L’objectiu d’aquesta tesi ha estat avaluar l’efecte de la suplementació nutricional dels compostos bioactius omega-3 i fibra soluble i de la soja en paràmetres de resistència a la insulina, així com el seu potencial efecte en el metabolisme energètic i la memòria metabòlica, evidenciat per canvis en el mitocondri. S’ha utilitzat un model animal de ratolí al qual se li ha induït una resistència a la insulina amb una dieta hipercalòrica. Posteriorment s’ha tractat amb els compostos citats prèviament en contextos de dietes normocalòriques o hipercalòriques. Els resultats mostren que l’adequació energètica disminueix els paràmetres de risc estudiats relacionats amb la síndrome metabòlica. La suplementació amb els compostos bioactius en un context de dieta normocalòrica no ofereix un valor afegit en el tractament de la resistència a la insulina. No obstant, en un context de dieta hipercalòrica, l’addició dels compostos bioactius milloren els nivells de sensibilitat a la insulina de forma similar al tractament amb una dieta normocalòrica. Així mateix, l’addició dels compostos tant en un context de dieta normocalòrica com hipercalòrica, tendeixen a revertir els nivells en les proteïnes relacionades amb el mitocondri en comparació amb una dieta hipercalòrica. Tot i els canvis observats en relació amb la sensibilitat a la insulina i el mitocondri, la ingesta de soja i fibra soluble van incrementar alguns marcadors de dany oxidatiu proteic. Això suggereix que s’ha de tenir en compte els possibles efectes a llarg termini de la suplementació d’aquests compostos en situacions d’insulinorresistència. De forma general, es pot concloure que els efectes que produeixen les dietes hipercalòriques en situacions d’insulinorresistència en el mitocondri i possiblement en el metabolisme, poden ser revertits. Aquest fet suggereix que el mitocondri té una capacitat d’adaptació en relació a l’energia disponible. / El síndrome metabólico es una epidemia creciente en todo el mundo y consiste en un conjunto de factores de riesgo para la enfermedad cardiovascular y la diabetes tipo 2. Se caracteriza por la obesidad central, la hiperlipidemia, la hipertensión y la resistencia a la insulina; unos factores que están vinculados con los cambios de estilo de vida de la población, causadas por el consumo de dietas hipercalóricas y de un estilo de vida sedentario. Las primeras líneas de tratamiento para reducir el síndrome metabólico son la adecuación de la ingesta calórica y la actividad física. Sin embargo, estas recomendaciones a menudo son difíciles de aplicar y la incorporación de los diferentes compuestos bioactivos a la dieta podría ser una alternativa útil para el tratamiento del síndrome metabólico. El objetivo de esta tesis ha sido evaluar el efecto de la suplementación nutricional de los compuestos bioactivos omega-3 y fibra soluble y de la soja en parámetros de resistencia a la insulina, así como su potencial efecto en el metabolismo energético y la memoria metabólica, evidenciado por cambios en la mitocondria. Se ha utilizado un modelo animal de ratón al que se le ha inducido una resistencia a la insulina con una dieta hipercalórica. Posteriormente se ha tratado con los compuestos citados previamente en contextos de dietas normocalóricas o hipercalóricas. Los resultados muestran que la adecuación energética disminuye los parámetros de riesgo estudiados relacionados con el síndrome metabólico. La suplementación con los compuestos bioactivos en un contexto de dieta normocalórica no ofrecen un valor añadido en el tratamiento de la resistencia a la insulina. No obstante, en un contexto de dieta hipercalórica la adición de los compuestos bioactivos mejoran los niveles de sensibilidad a la insulina de forma similar al tratamiento con una dieta normocalórica. Así mismo, la adición de compuestos bioactivos tanto en un contexto de dieta normocalórica como hipercalórica, tienden a revertir los niveles en las proteínas relacionadas con la mitocondria en comparación con una dieta hipercalórica. A pesar de los cambios observados en relación con la sensibilidad a la insulina y la mitocondria, la ingesta de soja y fibra soluble incrementaron algunos marcadores de daño oxidativo proteico. Esto sugiere que se debe tomar en cuenta los posibles efectos a largo plazo de la suplementación de estos compuestos en situaciones de insulinorresistencia. De forma general, se puede concluir que los efectos que producen las dietas hipercalóricas en situaciones de insulinorresistencia en la mitocondria y posiblemente en el metabolismo, pueden ser revertidos. Este hecho sugiere que la mitocondria tiene una capacidad de adaptación en relación a la energía disponible. / Metabolic syndrome is a worldwide growing epidemic which is established by a combination of cardiovascular disease and type 2 diabetes risk factors. Metabolic syndrome is characterized by central obesity, hyperlipidemia, hypertension and insulin resistance; factors that are related with changes in the population lifestyles, caused by the consumption of hypercaloric diets and sedentary lifestyle. The first common treatment for reducing metabolic syndrome is the adjustment of calorie intake and physical activity. However, these recommendations are often difficult to apply and the addition of various bioactive compounds in the diet may be a useful alternative for the treatment of metabolic syndrome. The aim of this thesis was to evaluate the effects of the nutritional supplementation with bioactive compounds omega-3 and soluble fibre and soy in parameters of insulin resistance, as well as their potential effect on energy metabolism and metabolic memory, indicated by changes in mitochondria. An animal mouse models to which were induced insulin resistance by a hypercaloric diet was used. Afterwards, the animals were treated with the described bioactive compounds together with normocaloric and hypercaloric diets. The results showed that the adequation of energy intake decreases the values of the parameters related to the metabolic syndrome. The supplementation with the bioactive compounds in a context of normocaloric diet did not provide any added value for the treatment of insulin resistance. However, in a context of a hypercaloric diet, the addition of bioactive compounds revealed similar levels of insulin sensitivity like the treatment with a normocaloric diet. Moreover, the addition of bioactive compounds in a normocaloric or hypercaloric diet revert the changes in mitochondrial protein levels in comparison with a hypercaloric. Although the changes observed in relation to insulin sensitivity and the mitochondria, the intake of soy and soluble fibre increased the protein oxidative damage, suggesting possible long-term effects of the supplementation of these compounds in insulin resistance situations. It can be finally concluded that the observed effects in the mitochondria and possibly on the metabolism as a result of a hypercaloric diet in situations of insulin resistance can be reversed. Suggesting that the mitochondria has the capacity of adaptation in relation to energy availability.

Aquesta tesi és el compendi de 14 treballs originals realitzats per l'autor dintre de l'àmbit dels factors genètics i ambientals que condicionen el rendiment físic. Entenem que el rendiment físic està influenciat per molts factors, que van des de l'aport energètic fins l'estat d'ànim, passant per factors genètics cada vegada més coneguts. Mitjançant estudis d'epidemiologia genètica, on s'estudia la importància dels gens en la contribució de determinats fenotips mitjançant estudis amb germans bessons, monozigots i dizigots , es va poder veure que diferents índexs d'heredabilitat (IH) permeten estimar la importància relativa de la influència genètica per cada fenotip determinat, és a dir ens dóna una idea de la proporció de la variació atribuïble a la genètica. També vam identificar un marcador genètic per l'associació entre els al·lels A2,A11 situat a la regió p21.3 del Cromosoma 6 humà i el rendiment físic, i més concretament amb la potència aeròbica màxima. Seguint amb aquesta línia dels estudis genètics, també s'han trobat diferencies tant interracials com intraracials . En els estudis interracials es van observar respostes fisiològiques diferents condicionades genèticament i marcadors d'elles i també diferències fisiològiques entre races diferents. En aquest cas es va estudiar el metabolisme aeròbic i la tolerància a càrregues físiques altes en un grup d'homes de l'ètnia xerpa que no seguien cap entrenament especial, però que tenien globalment el més gran historial alpinístic conegut. Es va estudiar els efectes de l'exercici de predomini aeròbic sobre la contractibilitat miocàrdica i l'aparició de signes de fatiga. Hi havia una diferència significativa entre el ritme cardíac bassal i la mitja del ritme cardíac postexercici. El temps sistòlic era significativament major després de la cursa (p<0,005). No hi havia una diferència entre la fracció d'expulsió en descans i postexercici. L'etiologia d'aquest fenomen és desconeguda.Tres treballs valoren els canvis produïts per l'entrenament intervàlic. L'objectiu d'aquests estudis van consistir en avaluar els canvis en el metabolisme aeròbic i anaeròbic produïts per dos programes d'entrenament curt i llarg., per tal de valorar com el factor repòs, o descans inter-sessió pot dur a canvis importants en l'adaptació i posterior sobrecompensació als estímuls. Des de sempre, el desenvolupament de programes d'entrenament sempre han estat associats a entrenament físic, però és clar que cal tenir en compte també els entrenaments psicològic per a potenciar el rendiment en esportistes d'alt nivell. Es va proposar el desenvolupament d'una sèrie d'estratègies adreçades a comprovar l'eficàcia de diferents tècniques d'entrenament psicològic en la millora del rendiment esportiu. Un altre factor determinat del rendiment físic es l'aport energètic per l'alimentació. Es va comparar la repercussió sobre el rendiment físic després de beure tres begudes amb diferent composició: una amb glucosa, una amb fructosa i l'altre amb placebo. La ingesta de la beguda amb glucosa va ser la que va presentar millores més significatives.Es va estudiar el metabolisme bassal (RBM) ja que per la laboriositat de la seva determinació sovint s'utilitzen els valors teòrics. Es va comparar el RMB entre atletes campions d'Espanya i de Brasil. Els de Brasil que habiten en una zona tropical presenten un menor RMB (p<0,05) que els campions espanyols que viuen en una temperatura no tropical.Per últim, mitjançant un estudi comparatiu de mostres de sang extretes de dos llocs: el lòbul de l'orella i la punta del dit i es va apreciar que no eren idèntiques. Queda prou clar que tan sols es poden comparar proves (valorades mitjançant el lactat) en les que les mostres hagin estat obtingudes del mateix lloc.Com a conclusió final podem dir que és evident la complexitat del rendiment físic així com la importància relativa dels factors genètics.

Des de l'any 1989 en que es va realitzar el primer trasplantament de cèl·lules hematopoiètiques procedents de la sang de cordó umbilical (SCU) a un pacient amb anèmia de Falconi, ha anat creixent l'interès per les característiques immunològiques de la sang de cordó umbilical. Un dels principals avantatges que presenta la SCU és la baixa incidència en la malaltia de l'injert contra l'hoste (GVHD) que es desencadena després del trasplantament entre pacients no emparentats. Fins el moment tots els treballs han demostrat que els limfòcits T de SCU presenten un fenotip CD45RA+ que indicaria en un principi la manca d'exposició prèvia a antígens i aquesta característica ha comportat que es considerés als limfòcits naive de SCU com immunològicament immadurs i amb una resposta peculiar enfront a diversos estímuls. L'ús de diferents condicions experimentals i sistemes d'activació han donat lloc a resultats no comparables i a vegades fins i tot contradictoris. Per una banda, l'ús de tècniques de separació que comportin la pèrdua sel·lectiva de poblacions cel·lulars o produeixin pertorbacions funcionals, i per l'altra la utilització de diversos agents per activar les cèl·lules que intervenen a diferents nivells de la cascada de senyalització, han donat lloc a resultats difícils d'interpretar. L'objectiu general d'aquest treball ha estat de caracteritzar la població majoritària CD4+CD45RA+ de SCU utilitzant un anticòs monoclonal anti-CD3 humà (OKT3), que permet una activació de tots els limfòcits independentment de la seva especificitat.Per abordar aquest objectiu, es va obtenir la població majoritària CD4+CD45RA+ de la sang de cordó umbilical i de sang perifèrica d'adult, utilitzant una selecció negativa, que consistia en l'obtenció dels limfòcits CD3+ a partir de les cèl·lules mononuclears obtingudes per gradient de Ficoll, i una segona selecció negativa a partir dels limfòcits CD3+ per poder obtenir la població CD4+CD45RA+ purificada. El grau de purificació es va determinar per citometria de flux.L'estudi fenotípic i funcional dels limfòcits CD4+CD45RA+ de sang de cordó umbilical va demostrar que aquesta població limfocitària presentava característiques que la diferenciava de la població CD4+CD45RA+ de la sang perifèrica d'adult. Així s'observà, que els limfòcits naive de SCU presentaven una major tendència a entrar en apoptosi espontània comparat amb la SPA, i que aquesta mort podia ser en part revertida per la presència d'interleuquina 2 (IL2). Una activació via TCR/CD3 amb una sola senyal anti-CD3 portà als limfòcits naive de SCU a activar-se, dividir-se i finalment a morir per apoptosi. Aquesta activació anava acompanyada d'una fosforilació diferencial en Tyr de proteïnes implicades en els primers processos de la cascada de senyalització via TCR, transformació blàstica, expressió de marcadors d'activació en superfície i divisió cel·lular. La coestimulació via CD28 feia que els dos tipus cel·lulars assolissin uns graus d'activació similars, excepte en l'coexpressió de CD45RO que només s'observava amb la SCU.No sabem si la resposta de les cèl·lules naive observada in vitro pot ser sobrepassada in vivo per altres factors i tampoc coneixem el paper de les cèl·lules de SCU en l'expansió perifèrica després del trasplantament. Després del trasplantament amb cèl·lules de SCU, la primera onada de reconstitució de cèl·lules T s'origina per les cèl·lules T donants madures presents en l'injert. L'estimulació de les cèl·lules de SCU a través del receptor per l'antigen sense coestimulació podria induir un estímul toleritzant mitjançant l'activació subòptima i la posterior eliminació d'una gran part de les cèl·lules activades. En aquest cas, l'apoptosi és possiblement sel·lectiva per cèl·lules reactives donants, fenomen que es contempla com la base de la tolerància en el trasplantament i que podria explicar l'aparent reducció del GVHD en els individus trasplantats amb SCU.

The present work was divided into three main areas of study, (1) the development of a reliable "in vivo" model for double choice (DOCH) testing in piglets avoiding the isolation time and fasted state of animals to evaluate weaned pig preferences, consumption and appetence under a fed-state for Glycine and several L-amino acids at different concentrations (-in vivo trials- Chapter 1), (2) identifying and characterizing the porcine Tas1r1 and Tas1r3 gene sequences in pigs, to construct a stable cell reporter system expressing the porcine umami taste receptor (pT1r3/pT1r1) to measure the cell responses to amino acids at physiological concentrations (0.5, 5 and 50mM) and to compare these cell response with the pig in vivo results (-in vitro trials- Chapter 2), and (3) to determine the pattern of expression of the porcine umami taste receptor genes, pTas1r3 and pTas1r1, in several tissues of the digestive system including tongue (circumvallate and fungiform papillae), stomach (fundus), pancreas, liver, duodenum, jejunum and ileum and how that pattern responds to three factors: (a) the age of the pig -from birth to 20 days after weaning-; (b) sex -male vs. female-; and (c) the dietary crude protein content and essential amino acid supplementation (Chapter 3).Chapter 1 describes a new methodology of DOCH testing to evaluate preferences, consumption and appetence in fed pigs for amino acid solutions (D,L-Met, Gly, L-Ala, L-Gln, L-Glu, L-Lys, L-Thre, L-Trp and MSG) at different concentrations (0.5, 5, 50 and 500mM). This methodology includes a preliminary training period (10¬minute at 9am and 12pm) based on an operant conditioning procedure using sucrose at 500mM as a reward before test sessions (2-minute at 9am and 12pm). Two models were developed where animals were maintained individually (individual model) or in pairs (pair model) during training (4 and 2 days, respectively) and test sessions. Social isolation and novelty are two important factors of stress that could influence pig learning capacity for DOCH testing, therefore, behavioural and total test consumption parameters were used as criteria for the exclusion of animals in testing sessions. The results showed that the pair model developed in this work may be more appropriate than previous models to study pig preferences and appetence for amino acid solutions or other nutrients. Weaned pigs under a fed-status were able to discriminate solutions of amino acids except when those were offered at 0.5mM. In general, piglets showed significant preferences for non-essential amino acids with a higher appetence for potential umami tastants at high concentrations (MSG, L-Glu and L-Gln). However, this taste response changed with essential amino acids, resulting in significant aversions at high concentrations (L-Trp, L-Thr). Chapter 2 presents, after the identification and characterization of the porcine umami taste receptor (pT1r1/pT1r3), an in vitro tool based on a cell culture that expresses the heterodimer to identify Gly and L-amino acids as umami tastants at different concentrations (0.5, 5 and 50mM) in pigs. This cell system showed significant responses to MSG, L-Glu, L-Gln, L-Ala, L-Asn and Gly at all tested concentrations. Moreover, our in vivo data (Chapter 1) was significantly correlated with our in vitro results meaning that umami agonists are highly preferred by pigs. Chapter 3 studies the expression of the porcine umami taste receptor genes, pTas1r1 and pTas1r3, in different taste (tongue's fungiform and circumvallate papillae) and non-taste tissues from the gastrointestinal tract (stomach, duodenum, jejunum, ileum and liver) of pigs of different sex (male and female) and ages (birth, preweaning- 26d old-, 48h after weaning -28d old- and 20d postweaning -46d old-) and with different levels of dietary crude protein in their postweaning diet (high-crude protein -26%, HCP-, low crude protein-17%- with -SAA- and without -LCP- essential amino acid supplementation). Both genes were more expressed in tongue and stomach, followed by small intestine and liver. Significant changes in gene expression were observed with age, sex and dietary crude protein content and the main changes occurred after weaning, with more expression in males than in females and in the LCP group that in the other two groups. It is concluded that pigs sense some amino acids as umami tastants that generate a pleasant stimulus. The umami tastants are sensed through the heterodimer receptor pT1r1/pT1r3, which is expressed in taste buds in the tongue and in non-taste tissues along the gastrointestinal tract. Changes in pTas1r1/pTas1r3 gene expression may reflect the nutritional status of the animal and a better understanding of the mechanism will help to develop new strategies (such as the use of umami ligands to stimulate their voluntary feed intake) for improving the adaptation of piglets to the postweaning period.