La medición precisa de la Irradiancia Directa Normal (DNI) es esencial para el diseño e implementación de proyectos CSP (energía solar concentrada). Qatar cuenta con abundante radiación solar; por lo tanto, el aprovechamiento de la misma es de gran interés en esta región, en particular para sistemas de concentración solar. Antes de embarcarse en dichos proyectos, se debe contar con datos de irradiancia directa normal confiables y de buena calidad. Actualmente, los mapas existentes de radiación solar en Qatar basados en mediciones a nivel de la superficie terrestre son rudimentarios. Los mapas solares basados en datos de satélite proveen una mayor cobertura espacial, pero con resoluciones espacial y temporal relativamente pobres, además de que los datos satelitales de radiaion solar aun no han sido calibrados con mediciones directas en Qatar, por lo que no proveen valores muy precisos de DNI. Por esto, datos confiables basados en mediciones directas con altas resoluciones son necesarios en regiones como Qatar, con medio ambiente desértico arenoso y con altas concentraciones de aerosoles. Dependiendo de su composición, un aerosol puede dispersar o absorber DNI. Entre más aerosoles hay presentes en el aire, mayor es la dispersión y/o absorción del componente directo de la radiación solar, lo que reduce la eficiencia de los sistemas de energía solar concentrada. Así, la calidad de la atmósfera tiene gran impacto sobre la viabilidad de las plantas CSP. El trabajo presentado en esta tesis se enfoca en el estudio del impacto de la calidad de la atmósfera en Doha, Qatar, específicamente los aerosoles, sobre la atenuación del haz solar directo. Esto se realiza por medio de una función de correlación entre la calidad atmosferica y mediciones de DNI. El resultado de esta correlación puede ser usado para calibrar mapas solares. Se utilizó un LIDAR para estimar la calidad de la atmósfera por medio de la medición de luz reflejada por los componentes de la atmósfera. Junto al LIDAR, una estación de monitoreo de la radiación solar se usó para medir directamente DNI. Con base en los resultados de este trabajo, los mapas solares de Qatar basados en satélite pueden ser corregidos, lo que permitirá la elaboración de una base de datos completa del recurso solar en Qatar. / Accurate measurements of Direct Normal Irradiance (DNI) are essential to Concentrated Solar Power (CSP) project design and implementation. Qatar has an abundant supply of solar radiation; therefore, harnessing solar energy is of particular interest in this region specifically for concentrated solar power systems. Before such projects are undertaken, good quality and reliable Direct Normal Irradiance of solar radiation data must be available. Existing solar energy maps of Qatar based on ground station measurements are primitive. Solar energy maps based on satellite data have a wider spatial coverage but relatively poor temporal and spatial resolutions, and satellite-derived solar data have not been calibrated with ground measurements in Qatar, and thus cannot provide accurate DNI. Therefore, reliable data based on high resolution ground measurements are required specifically for a country like Qatar, a region of harsh desert environment with dusty climate and high aerosol loads. Depending on its composition, an aerosol can scatter and/or absorb the DNI. The more aerosols in the air, the more scattering and/or absorption of the direct component of the solar radiation will take place and this will reduce the effectiveness of a concentrated solar power system. The quality of the atmosphere has thus a great impact on the viability of CSP farms. The work presented in this thesis is focused on studying the impact of the quality of the atmosphere in Doha, Qatar, specifically aerosol particles, on the solar direct beam attenuation. This is done by establishing a correlation function between the quality of the atmosphere and the measured DNI. The result of this correlation may be used to calibrate satellite solar maps. A LIDAR device is used to estimate the quality of the atmosphere by measuring the light backscattered by the constituents of the atmosphere. Beside the LIDAR, a Ground Solar Radiation Monitoring Station is used to measure directly the DNI. Based on the result of this work, satellite-derived solar maps of Qatar can be corrected and this will allow building a comprehensive solar radiation database for Qatar.

El estrés oxidativo (OS) es característico de muchas enfermedades y se produce cuando hay un desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes, lo cual favorece un estado oxidativo que genera especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno. Los lípidos de la membrana plasmática son dianas preferentes del OS y ello tiene como consecuencia la peroxidación lipídica. Este proceso modifica propiedades de la membrana tales como su fluidez, característica física muy importante conocida por modular la localización de las proteínas de membrana y las uniones receptor-ligando. Objetivos: 1) Evaluar el efecto del OS en la regionalización de la fluidez en la membrana plasmática de células vivas tales como macrófagos THP-1 y linfocitos MEC-1, de manera individualizada. 2) Analizar, en estas células, la relación entre la peroxidación lipídica y la fluidez de membrana. 3) Estudiar el efecto del OS sobre la unión receptor-ligando y sobre la fluidez de membrana: lipopolisacárido/receptores de tipo Toll (TLR2/4) en macrófagos y progesterone-induced blocking factor (PIBF)/PIBF-receptor en linfocitos. Material y Métodos: Se estandarizó la metodología two-photon microscopy por primera vez en la Universidad Autónoma de Barcelona, para analizar la fluidez de membrana en células vivas individuales. Conjuntamente se ha desarrollado un nuevo software capaz de medir el tamaño y el número de los dominios lipídicos de membrana. El OS se indujo mediante H2O2 y se empleó la sonda fluorescente Laurdan para detectar las diferencias de fluidez en la membrana plasmática. Se utilizaron LPS y PIBF soluble en macrófagos y linfocitos respectivamente, para analizar interacciones receptor-ligando en condiciones OS. Resultados: En los macrófagos se observó un aumento significativo, dependiente de la concentración de H2O2, en la frecuencia de regiones lipídicas rígidas principalmente compuestas por dominios lipid raft, a expensas de las regiones de fluidez intermedia. Asimismo, se detectó en condiciones de OS, un mayor número, aunque no un mayor tamaño, de dominios lipid raft. La activación de macrófagos con LPS incrementó la frecuencia de regiones fluidas en las membranas, efecto que fue inhibido en condiciones de OS. En cuanto a la función de los macrófagos, se detectó una disminución en la secreción de TNFα en condiciones oxidantes. En los linfocitos se observó un aumentó significativo en la frecuencia de regiones lipídicas rígidas, a expensas de las regiones fluidas, en condiciones de OS. Por otro lado, la unión del PIBF a su receptor, provocó un aumentó en la rigidez de la membrana plasmática debido al clustering de dominios lipid raft. Por el contrario, cuando se indujo OS en linfocitos en presencia de PIBF, se inhibió el clustering de dominios lipid raft y también disminuyó el reconocimiento del receptor de PIBF a su ligando. Conclusiones: 1) Se ha evaluado en células vivas, de forma individual, la dinámica lipídica de la membrana plasmática. 2) Una consecuencia general importante es que, durante el OS, tanto en macrófagos como en linfocitos la membrana plasmática se vuelve más rígida. 3) La fluidez de membrana cambia de forma distinta en los dos tipos celulares estudiados, como consecuencia de las interacciones receptor-ligando: durante la unión LPS-TLR2/4 se observó un aumento en la fluidez de la membrana plasmática de los macrófagos y, por el contrario, durante la unión PIBF/PIBF-R la membrana de los linfocitos se rigidificó, aumentando el clustering de los dominios lipid raft. 4) No obstante, en ambos casos el OS inhibió los cambios en la fluidez de membrana inducidos por la unión receptor-ligando. / Oxidative stress is present in many diseases and it is produced in cells when an imbalance between oxidants and antioxidants occurs, favoring an oxidant status which produce reactive oxygen and nitrogen species. Lipids in plasma membrane are one of the preferential targets giving rise to lipid peroxidation. This process modifies membrane properties such as membrane fluidity, a very important physical feature known to modulate membrane protein localization and receptor-ligand binding. Aims: 1) To evaluate the effect of oxidative stress on plasma membrane fluidity regionalization of single living THP-1 macrophages and MEC-1 lymphocytes. 2) To analyze, in these cells, the relationship between lipid peroxidation and membrane fluidity. 3) To study the effect of oxidative stress on receptor-ligand binding and membrane fluidity: lipopolysaccharide/toll-like receptors (TLR2/4) in macrophages and progesterone-induced blocking factor (PIBF)/PIBF-receptor in lymphocytes. Material and Methods: Two-photon microscopy was standardized for the first time in Universidad Autónoma de Barcelona by our laboratory, to analyze membrane fluidity in single living cells. It was also developed a new software application to analyze membrane lipid domain size and number. Cellular oxidative stress was induced by H2O2; the fluorescent probe Laurdan was applied to evaluate plasma membrane fluidity changes. LPS in macrophages or soluble PIBF in lymphocytes were used to analyze receptor-ligand interactions under oxidative stress. Results: Macrophages showed a significant H2O2 concentration dependent increase in the frequency of rigid lipid regions, mainly attributable to lipid rafts, at the expense of the intermediate fluidity regions. Under oxidative stress conditions, an increase in number, but not in size, of lipid raft domains was detected. Macrophage activation by LPS increase the frequency of fluid regions, which was inhibited by oxidative stress. Concerning macrophage function, secretion of TNFα under oxidative conditions was decreased. Lymphocytes showed a significant increase in the frequency of rigid lipid regions, at the expense of fluid regions, under oxidative stress conditions. Upon PIBF binding to its receptor, lymphocyte plasma membrane became more rigid due to clustering of lipid rafts. However, when PIBF bound lymphocytes were placed in oxidizing conditions, lipid raft clustering was inhibited and PIBF binding to its receptor was also decreased. Conclusions: 1) In single living cells plasma membrane lipid dynamics was evaluated. 2) An important general consequence of oxidative stress is that both in macrophages and lymphocytes plasma membrane becomes more rigid. 3) Receptor-ligand interactions have an effect on membrane fluidity, which vary greatly between the two cell types studied: macrophages and lymphocytes. Upon receptor-ligand binding, macrophage plasma membrane became more fluid while lymphocytes plasma membrane became more rigid. Our results suggest that lipid raft clustering is linked to cell function: upon PIBF binding to its receptor lipid raft clustering occurs in lymphocytes; however, upon LPS/TLR2/4 lipid raft clustering does not occur in macrophages. 4) Nevertheless, the effect induced by receptor-ligand binding on membrane fluidity was inhibited during oxidative stress in both cases.

El reciente descubrimiento de la partícula Higgs en el Large Hadron Collider (LHC) es un hito en la física de partículas. Dicho descubrimiento abre la posibilidad de explorar el Standard Model (SM) y posible nueva física más alla del SM (BSM, i.e. beyond the SM ) a través de las interacciones del Higgs con las demás partículas del SM. Es decir, el interés real no consiste en el mero hecho de explorar los aspectos puramente fenomenol´gicos del Higgs y del SM sino en entender cual es la física y principios detrás de la rotura de la fuerza electrodébil. La física del Higgs tiene lugar a la escala de energía más alta explorada hasta la fecha y es por lo tanto muy importante que la investiguemos a fondo. En la primera parte de la tesis discuto las implicaciones que tiene el valor de la masa del Higgs para la estabilidad del vacío electrodébil. En primer lugar, presento el análisis de orden N 2LLog del potencial del Higgs del SM. Este análisis permite reducir a 1 GeV la incertidumbre en el valor crítico de la masa Higgs Mh para la estabilidad del vacío electrodébil. Aunque el parametro del acoplo cuártico del Higgs evaluado en la escala de energía de Planck es muy próximo a zero, el N 2LLog análisis muestra que la estabilidad absoluta del vacío electrodébil es incompatible con los valores centrales de las medidas experimentales de las masas del Higgs y top quark. También muestro que un escalar pesado puede inducir una corrección relativamente grande al acoplo cuártico de Higgs y por lo tanto estabilizar el vaco electrodébill. Varios ejemplos relevantes de física BSM donde el mecanismo puede estar operativo son discutidos. En la segunda parte de la tesis discutimos como operadores de dimensión superior, que parametrizan física BSM pesada, afecta las interacciones del Higgs. Bajo ciertas asump-ciones, 8 CP-par y 3 CP-impart Wilson coefficients parametrizan el impacto principal en la física del Higgs, ya que todos los demás Wilson coefficients están constre˜nidos por experimentos previos al LHC. Calculamos las dimensiones anómalas más relevantes para la física del Higgs. Esta dimensiones anómalas describen como se mezclan los operadores de dimension superior bajo correcciones cuánticas perturbativas. Esto permite encontrar las correcciones logarítmicas principales a las predicciones de las interacciones del Higgs en varios modelos específicos como el MSSM o el modelo del Higgs compuesto. Tales correcciones pueden ser relevantes en varios casos. Finalmente, en la última parte estudiamos el patrón sorprendente que tienen las dimen¬siones anómalas de los operadores de dimensión seis. El patrón consiste en que la matriz de dimensiones anómalas presenta muchas entradas nulas, lo cuál no es evidente ya que aparentemente dichas entradas no esta prohibidas por ninguna simetría. Un argumento, basado en el uso de supersimetría como simetría espúrea, es presentado. / The discovery of the Higgs at the Large Hadron Collider has triggered a renewed inte- rest on understanding the physical mechanism behind electroweak symmetry breaking. The Higgs boson has opened a new window to probe possible new physics Beyond de Standard Model (BSM) through the measurements of its couplings and its mass value. The Higgs physics is the current energy frontier and it is therefore very important that we explore it thoroughly. In the rst part of the thesis we discuss the implications of the Higgs mass value Mh for the stability of the electroweak (EW) vacuum. We present the next-to-next-to-leading order analysis of the Standard Model Higgs potential. This analysis allows to reduce the theoretical uncertainty in the determination of the critical value of Mh for stability of the EW vacuum to 1 GeV. While the Higgs quartic coupling at the Planck scale is remarkably close to zero, absolute stability of the EW vacuum is excluded for the central experimental values of the Higgs and top quark masses. Next, we show that a heavy scalar singlet can induce a relatively large and positive tree-level threshold correction to the Higgs quartic coupling and stabilize the EW vacuum. We provide examples, such as the see-saw and the invisible axion, where the proposed mechanism is automatically implemented. In the second part we investigate how dimension-six operators, parametrizing heavy BSM physics, a ect the Higgs couplings. Under certain well-motivated assumptions, we nd that 8 CP-even plus 3 CP-odd Wilson coe cients parametrize the main impact in Higgs physics, as all other coe cients are constrained by non-Higgs SM measurements. We calculate the most relevant anomalous dimensions for these Wilson coe cients, which describe operator mixing from the heavy BSM scale down to the EW scale. This allows us to nd the leading-log corrections to the predictions for the Higgs couplings in speci c models, such as the MSSM or composite Higgs, which we nd to be signi cant in certain cases. Finally, in the third part we study the striking structure of the dimension-six anomalous dimension matrix. We present an argument, partly based on the use of supersymmetry as a spurious symmetry, that gives an explanation to the plethora of vanishing entries in the anomalous dimension matrix that are not forbidden by symmetries otherwise.

La microbiota comensal del intestino se considera un factor clave en la homeostasis gastrointestinal. Las alteraciones funcionales gastrointestinales (síndrome del intestino irritable, SII) y las enfermedades inflamatorias intestinales (EII) se han relacionado con alteraciones de la microbiota comensal (disbiosis). Estos pacientes muestran una activación inmune local anormal, con respuestas motoras y sensoriales alteradas, que en el SII se traducen en estados de hipersensibilidad visceral. El papel causal de la microbiota no se conoce con exactitud, pero la presencia de disbiosis y los efectos positivos asociados al tratamiento con antibióticos o ciertos probióticos sugieren un papel destacado. Este trabajo explora la importancia de la microbiota intestinal modulando los sistemas sensoriales intestinales relacionados con el dolor visceral y sus efectos en respuestas nociceptivas viscerales. Para ello, se ha trabajado con ratas y ratones en los cuales se ha inducido un estado real (cambios adaptativos espontáneos, cambios inducidos por tratamiento con antibióticos) o simulado (estimulación directa de sistemas de interacción hospedador-microbiota) de disbiosis cólica. La microbiota (luminal y adherida al epitelio) se caracterizó usando hibridación in situ con sondas fluorescentes (FISH) y qPCR. La respuesta inmune local y los mecanismos de interacción hospedador-microbiota se valoraron determinando cambios en la expresión génica (RT-qPCR) de citoquinas, péptidos antimicrobianos, integrinas y receptores de tipo Toll (TLR), la producción de IgA secretora, alteraciones histopatológicas y el estado de la barrera de moco. Simultáneamente, se evaluaron cambios en la expresión de marcadores sensoriales. La sensibilidad visceral se valoró mediante el test de Writhing o la administración intracólica de capsaicina. La disbiosis cólica inducida por antibióticos, pero no la observada durante un proceso de adaptación espontánea al ambiente, se asoció a un estado de activación inmune local caracterizado por una regulación selectiva (tanto al alza como a la baja) de citoquinas pro-inflamatorias y de marcadores de interacción hospedador-microbiota y por cambios en los niveles luminales de IgA. Respuestas similares se observaron cuando se simuló al simular un estado de disbiosis mediante la estimulación local del TLR4 (lipopolisacárido) o del TLR7 (imiquimod). En ningún caso se observaron signos macroscópicos o microscópicos de colitis. Tanto en la rata como en el ratón, los estados de disbiosis cólica, real o simulada, se asociaron a una modulación local de la expresión de marcadores sensoriales (sistemas endocanabinoide, serotonérgico, opioide y vaniloide). Se observaron tanto regulaciones al alza como a la baja (RT-qPCR/inmunohistoquímica) dependiendo del modelo de disbiosis y del marcador sensorial considerado. Estos cambios moleculares se tradujeron en cambios funcionales relacionados con respuestas nociceptivas viscerales. Así, en ratones con disbiosis cólica inducida con antibióticos, las repuestas de dolor visceral determinadas con el test de Writhing o tras la administración intracólica de capsaicina mostraron una atenuación significativa con respecto a las observadas en animales control, sugiriendo un estado de hipoalgesia. Estos animales mostraron además una contractilidad cólica alterada (baño de órganos), indicativa de un estado de hipermotilidad. Estos resultados muestran que en estados de disbiosis intestinal se produce una activación inmune local, dirigida, probablemente, a la restauración de la composición de la microbiota. Se observa que la microbiota es capaz de modular la actividad de los sistemas sensoriales intestinales, generando cambios funcionales que se traducen, en las condiciones experimentales presentes, en una modificación de las respuestas de dolor visceral compatible con un estado de tipo analgésico. Mecanismos similares podrían explicar los efectos beneficiosos asociados al tratamiento con antibióticos o al uso de probióticos observados en pacientes con SII o EII. Estudios posteriores deberían centrarse en la caracterización de los grupos bacterianos específicamente responsables de estos efectos. Estos resultados muestran la importancia de la microbiota como factor patogénico en las alteraciones gastrointestinales y su interés como aproximación terapéutica para las mismas. / Gut commensal microbiota (GCM) is a key component of gastrointestinal homeostasis. Functional gastrointestinal disorders (mainly irritable bowel syndrome, IBS) and inflammatory bowel diseases (IBD) have been related to states of altered GCM (dysbiosis). Simultaneously, IBS and IBD patients show local states of abnormal immune activation with altered motor and sensory responses. In particular, in IBS patients sensory alterations lead to characteristic states of visceral hypersensitivity. The exact causal role of GCM remains unclear, but the presence of dysbiosis and the positive effects of antibiotics and some probiotics suggest a key role for the microbiota. The present work explores the potential role of gut microbiota affecting visceral pain-related sensory systems within the gut and the effects on nociceptive responses. For this purpose, states of real (spontaneous adaptive microbial changes, antibiotic treatment-derived microbial changes) or simulated (direct stimulation of host-bacterial interaction systems) colonic dysbiosis were generated in rats and mice. Colonic microbiota (luminal and wall-adhered) was characterized by fluorescent in situ hybridization (FISH) and qPCR. The immune status of the colon and bacterial-host interactions were determined assessing the expression (RT-qPCR) of pro- and anti-inflammatory cytokines; antimicrobial peptides, integrins and Toll-like receptors (TLRs), the production of secretory IgA (s-IgA), the presence of histopathological alterations and the state of the mucous barrier. Simultaneously, changes in sensory related markers were also assessed. Changes in viscerosensitivity were determined in conscious mice using the Writhing test or following the intracolonic administration of capsaicin. Overall, antibiotics-induced alterations of the GCM, but not spontaneous changes associated to environmental adaptation, generated a state of local immune activation within the colon. This state was characterized by selective up- and down-regulation of pro- and anti-inflammatory cytokines and host-bacterial interaction markers and changes in the amounts of s-IgA. Similar immune response was observed when a dysbiotic state was simulated in rats by the direct stimulation of colonic TLR4 with bacterial lipopolysaccharides (LPS) or TLR7 with the selective agonist imiquimod. Although these changes, and regardless the model considered, no macroscopical or microscopical signs of colonic inflammation were detected. In both, mice and rats, real or simulated colonic dysbiotic states were also associated to a local modulation of sensory-related markers (endocannabinoid, serotonergic, opioid and vanilloid systems), with specific treatment-related up- and down-regulatory responses (RT- qPCR and immunohistochemistry). These variations at the molecular level translated in functional changes as it relates to visceral pain-related responses. In mice with antibiotic-induced dysbiosis, visceral pain responses assessed using the Writhing test or the intracolonic administration of capsaicin were significantly attenuated when compared to non-dysbiotic animals; thus suggesting a hypoalgesic state. Moreover, colonic contractility assessed in vitro (organ bath) was also altered in dysbiotic mice, indicating a state of increased colonic motility. Generally, results obtained show that during states of dysbiosis of the GCM there is a complex host response that implies a local immune activation, probably directed towards the reshaping of the microbiota. Data obtained shows that the microbiota is able to influence gut sensory systems and that these changes translate at a functional level in the modulation of visceral pain, eliciting, at least in the present experimental conditions, analgesic-like responses. Similar underlying mechanisms might be responsible for the beneficial effects observed in IBD and, particularly, in IBS patients during antibiotic treatments or during the use of certain bacterial strains as probiotics. Further studies should address the characterization of the specific bacterial groups implicated in these effects. These results highlight the importance of the microbiota as pathogenic factor in gastrointestinal disorders and its potential as a therapeutic approach.

Los principios de simetría han jugado un rol fundamental en la comprensión de la naturaleza. Sin embargo en general las simetrías no son exactas, sino que están rotas. El estudio de mecanismos de ruptura de simetrías es una de las áreas más activas de la física actual. En esta tesis se estudia la ruptura de simetrías en teorías con dimensiones extra. La motivación principal es que la física de dimensiones extra provee nuevos mecanismos de ruptura de simetrías. En particular se estudian la ruptura de la simetría quiral de QCD y la ruptura de la simetría electrodébil (EW) del Modelo Estandard (SM). En cuanto a la simetría quiral de QCD, se propone un modelo efectivo 5D que describe la ruptura quiral en el sector de mesones. Se describen los sectores escalar, pseudoescalar, vectorial y axial de mesones mediante un modelo en espacio curvo 5D. Como QCD en el límite de gran N se trata de un modelo de resonancias débilmente acopladas, motivo por el cual es posible realizar cálculos analíticos. Se predicen las masas, constantes de decaimientos y acoplamientos entre los mesones en términos de los parámetros 5D. También se calculan los parámetros del lagrangiano quiral de piones de QCD. Todas las predicciones coinciden con los resultados experimentales dentro del rango de validez del modelo. Las predicciones son robustas y algunas relaciones son consecuencia de la simetría gauge 5D. En segundo lugar se estudia la ruptura de la simetría EW en un modelo con un Higgs compuesto en el marco de una teoría 5D en AdS. El modelo da una descripción realista del sector EW. La ruptura EW es un efecto dinámico debido principalmente a contribuciones del top. En una región grande del espacio de parámetros los observables de precisón EW son compatibles con sus cotas experimentales. Además, en el modelo, las desviaciones de la interacción Zbb respecto de las predicciones del SM están protegidas por una simetría. El modelo predice un Higgs liviano cuya masa está correlacionada con la masa de la resonancia fermiónica más ligera. El top Right es esencialmente una partícula compuesta, por lo que se esperan desviaciones respecto del SM en este sector.Por último se presenta un método para calcular correcciones radiativas en teorías con dimensiones extra. El método es muy útil para separar contribuciones finitas y divergentes. / Symmetry is at the basis of our knowledge of nature. It has been one of the most powerful tools to build our present understanding in theoretical physics. However, there are many symmetries that are only partially observed in nature, they are broken. Much of the current research is directly related with the study and comprehension of symmetry breakdown. This thesis is devoted to the study of symmetry breaking in theories with extra dimensions. In particular we study the breakdown of the chiral symmetry of quantum chromodynamics (QCD) and the breakdown of the electroweak (EW) symmetry of the Standard Model (SM).We propose a 5D model to study the chiral symmetry breaking of QCD in the meson sector, in particular the vector, axial-vector, scalar and pseudoscalar. Alike large N QCD this is a model of weakly coupled resonances, we are able to do analytical calculations. We compute the spectrum, decay constants and interactions between the mesons in terms of the 5D parameters of the model. The model also predicts the constants of the low-energy chiral lagrangian of QCD, the quark masses and other physical quantities. We show that, within the range of validity of our model, all the predictions are in good agreement with the experimental results. The predictions are robust under modifications of the metric in the IR and some of the relations arise as a consequence of the 5D gauge symmetry.We describe the EW symmetry breakdown in a composite Higgs model in the framework of a 5D theory. The model is fully realistic and the EW symmetry is broken dynamically by top loop effects. In a large region of the parameter space the EW precision observables are below their experimental bounds. The deviations of the interaction Zbb form the predictions of the SM are protected by a symmetry. Since the 5D model is weakly coupled we are able to compute the Higgs potential. The Higgs mass is small and it is correlated with the mass of the lightest fermionic resonance. The top right is mostly composite and we expect deviations from the SM in this sector.As most of the calculations have been made at tree level, we develop a winding mode formalism to compute radiative corrections in theories with extra dimensions. The method is very useful to separate finite from divergent contributions.

Aquesta tesi es centra en l'estudi teòric dels processos involucrats en l'oxidació del sulfur de dimetil a la troposfera i les conseqüències que els productes que es formen en aquest procés poden tenir en l'atmosfera. La importància d'aquesta molècula radica en el fet què els principals productes de la seva oxidació (els àcids sulfúric i metanosulfònic) poden estar relacionats amb els processos de formació de núvols. S'ha proposat que aquests àcids poden afavorir la formació de núvols a la troposfera, fet que faria disminuir la radiació solar que arriba a la Terra, fins al punt de poder contrarestar l'escalfament global del planeta. Tenint en compte que el sulfur de dimetil és el principal compost de sofre d'origen natural a la troposfera, podríem estar davant d'un procés d'autoregulació de la temperatura del planeta. Així doncs, l'estudi de les reaccions químiques que condueixen des del sulfur de dimetil fins als corresponents àcids és d'especial interès des del punt de vista de la química atmosfèrica. A més, aquestes reaccions presenten característiques que també les fan atractives des del punt de vista de la química teòrica. / Esta tesis se centra en el estudio teórico de los procesos involucrados en la oxidación del sulfuro de dimetilo en la troposfera y las consecuencias que los productos que se forman en este proceso pueden tener en la atmósfera. La importancia de esta molécula radica en el hecho que los principales productos de su oxidación (los ácidos sulfúrico y metanosulfónico) pueden estar relacionados con los procesos de formación de nubes. Se ha propuesto que estos ácidos pueden favorecer la formación de nubes en la troposfera, cosa que haría disminuir la radiación solar que llega a la Tierra, hasta el punto de poder contrarrestar el calentamiento global del planeta. Teniendo en cuenta que el sulfuro de dimetilo es el principal compuesto de azufre de origen natural en la troposfera, podríamos estar delante de un proceso de auto-regulación de la temperatura del planeta. Así pues, el estudio de las reacciones químicas que conducen desde el sulfuro de dimetilo hasta los correspondientes ácidos es de especial interés desde el punto de vista de la química atmosférica. Además, estas reacciones presentan características que también las hacen atractivas desde el punto de vista de la química teórica. / This thesis focus on the theoretical study of the processes related to the dimethyl sulfide (DMS) oxidation in the troposphere, and the possible consequences related to the products formed along thas process. The importance of this molecule lies in its main oxidation products (sulfuric and methanosulfonic acids), which can act as cloud condensation nuclei (CCN). It has been proposed that the presence of those acids may enhance the presence of clouds in the troposphere, which in turn would reduce the solar radiation arriving into the Earth, counteracting in this way the global warming. Taking into account that DMS is the main biogenic sulfur¬containing compound, this could be a self temperature regulation process. Therefore, studying the chemical reactions from DMS to the corresponding acids is specially interesting from an atmospheric chemistry point of view. Furthermore, these reactions show characteristics which make them very attractive also for a theoretical chemist.

En este trabajo se ha determinado la capacidad bioreparadora de metales de Micrococcus luteus DE2008, un microorganismo heterótrofo aislado directamente de los tapetes microbianos del delta del Ebro, y de Chroococcus sp. PCC 9106, una cianobacteria procedente de la Colección de Cultivos Pasteur. Para ello se han utilizado técnicas microscópicas de alta resolución (óptica y electrónica) y métodos de análisis bioquímicos y químicos con el fin de seleccionar microorganismos con capacidad para bioreparar ambientes naturales contaminados. En este trabajo, los metales ensayados para la selección de microorganismos con potencial bioreparador, han sido: el plomo (Pb (II)), el cobre (Cu (II)) y el cromo trivalente (Cr (III)), ya que los tres se han detectado en el río Ebro. Con el objetivo de determinar el efecto in vivo del cromo sobre los pigmentos fotosintéticos de Chroococcus sp. PCC 9106, se ha utilizado la microscopía láser confocal acoplada a un detector espectrofluorométrico (CLSM-λScan). Los resultados indican que Chroococcus sp. PCC 9106 es tolerante-resistente hasta una dosis de 0.26 mM de Cr (III). Para determinar los cambios en la biomasa total y en la viabilidad de Micrococcus luteus DE2008 y de Chroococcus sp. PCC 9106, en primer lugar se ha optimizado un método que combina el uso de fluorocromos, la microscopía láser confocal y un programa de análisis de imagen (FLU-CLSM-IA); y en segundo lugar se ha aplicado éste método para determinar el efecto de los metales sobre estos dos microorganismos y los resultados demuestran que M. luteus DE2008 presenta a nivel de biomasa total, una mayor resistencia al plomo (1.5 mM) que al cobre (0.1 mM) y que su viabilidad se ve afectada a partir de una concentración de 0.5 mM de Pb (II) y de Cu (II). Por otro lado, la concentración mínima de Cr (III) que tiene un efecto significativo en la biomasa total y en la viabilidad de Chroococcus sp. PCC 9106 es de 1.0 y 0.1 mM, respectivamente. Con el fin de determinar la biocaptación externa e interna del metal, se ha utilizado la microscopía electrónica de barrido (SEM), la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y el microanálisis de energía dispersiva por rayos X (EDX) acoplada a estos dos microcoscopios. Los resultados indican que, M. luteus DE2008 es capaz de captar Pb (II) y Cu (II) extracelularmente, mientras que Chroococcus sp. PCC 9106 capta el Cr (III) extra e intracelularmente. Finalmente para determinar la eficiencia de captación de los microorganismos ensayados a los diferentes metales pesados se ha utilizado un espectrómetro de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). El cálculo de la eficiencia de biocaptación se basa en el porcentaje de bioabsorción (%) y en la capacidad específica de biocaptación de metales (q). Los resultados demuestran que M. luteus DE2008 tiene una mayor afinidad por el Pb (II) que por el Cu (II), ya que el porcentaje de bioabsorción (%) y la q son mayores en ambos casos para el plomo. Por otra parte, en el caso de Chroococcus sp. PCC 9106, el tiempo requerido para que la biocaptación del Cr (III) llegue al equilibrio es de 72h, siendo la q en este período de tiempo de 54 mg/g con un porcentaje de bioabsorción del 62%. Considerando todos los resultados obtenidos, se puede concluir que M. luteus DE2008 y Chroococcus sp. PCC 9106 podrían ser considerados como buenos bioreparadores de ambientes contaminados por metales. Ello es debido a que cumplen las siguientes características: son microorganismos autóctonos; fáciles de cultivar en condiciones de laboratorio; capaces de captar los metales extra y/o intracelularmente y presentan una alta tolerancia y una alta afinidad en la biocaptación de los metales. / This study determines the metal bioreparation capacity of Micrococcus luteus DE2008, an heterotrophic microorganism isolated directly from the microbial mats of the Ebro delta, as well of that of Chroococcus sp. PCC 9106, a cyanobacterium from the Pasteur Culture Collection. To do this, high resolution microscopic techniques (optical and electron), as well as biochemical and chemical methods have been used in order to select microorganisms with the ability to biorepair contaminated natural environments. In this work, the metals determined for the selection of microorganisms with biorepair potential were: lead (Pb (II)), copper (Cu (II)), and trivalent chromium (Cr (III)), since the three of them have been detected in the Ebro river. . A confocal laser scanning microscope connected to a spectrofluorimetric detector (CLSM- λScan) was used to determine the in vivo effect of chromium on the photosynthetic pigments of Chroococcus sp. PCC 9106. The results showed that Chroococcus sp. PCC 9106 is tolerant-resistant up to metal dose of 0.26 mM of Cr (III). In order to determine the changes in the total biomass and in the viability of Micrococcus luteus DE2008 and Chroococcus sp. PCC 9106, firstly, a method was optimised that combined the use of fluorochromes, the confocal scanning microscope, and an image analysis program (FLU-CLSM-IA). This method was then applied to determine the effect of the metals on these two microorganisms. The results demonstrated that the total biomass of M. luteus DE2008 had a higher resistance to lead (1.5 mM) than to copper (0.1 mM), and the viability of this microorganism was seen to be affected from a concentration of 0.5 mM for Pb (II) as well as for Cu (II). On the other hand, the minimum concentration of Cr (III) that had a significant effect on the total biomass and on the viability of Chroococcus sp. PCC 9106 was 1.0 and 0.1 mM, respectively. In order to determine the external and internal sequestration of the metal, a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), and an energy-dispersive X-ray (EDX) spectrometer coupled to these two microscopes were used. The results showed that M. luteus DE2008 is only able to capture Pb (II) and Cu (II) extracelullarly, whilst Chroococcus sp. PCC 9106 captured Cr (III) extra and intracellularly. Finally, inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) was used to determine the uptake efficiency of the two microorganisms with the different heavy metals. The calculation of the uptake efficiency was based on the percentage of bioabsorption (%) and on the specific metal biouptake capacity (q). The results showed that M. luteus DE2008 had a higher affinity for Pb (II) than for Cu (II), since the percentage of bioabsorption (%) and the specific uptake capacity (q) were higher for lead in both cases. On the other hand, in the case of Chroococcus sp. PCC 9106, according to the kinetic study, the time required for the uptake of Cr (III) to reach equilibrium (time in which the uptake capacity is maximum) was 72 hours, the (q) being in this period of time 54 mg/g with a percentage of bioabsorption 62%. Taking into account all the results obtained, it can be concluded that M. luteus DE2008 and Chroococcus sp. PCC 9106 could be considered to bioremediate environments contaminated by metals. This due to the fulfilling of the following characteristiques: they are native microorganisms; easy to culture under laboratory conditions, capable of uptaking metals extra and/or intracellularly, and finally, have a high tolerance and a high affinity in the uptake of metals.

Els micobacteris, especialment les espècies del complex tuberculosi, són responsables de nombroses infeccions en humans. L'OMS ha declarat la tuberculosi (TB) com una emergència global, cada any moren aproximadament 3 milions de persones de TB i es desenvolupen al voltant de 9 milions de nous casos. Durant alguns anys es va creure que es podria eradicar la TB als països desenvolupats. No obstant això, la incidència de la TB en aquests països no ha seguit la línia descendent que s’havia projectat. Tot i que el 80% de la TB està concentrada en 22 països, la reemergència al primer món ha estat influènciada pel gran moviment migratori des de països amb alta incidència de TB (alhora amb greus problemes de multiresistencia); l’existència de borses de pobresa al món industrialitzati el desmantellament d’alguns programes de control de la TB. Per al control de la TB és necessari el diagnòstic precoç a fi d’interrompre la cadena de transmissió. Els mètodes tradicionals de diagnòstic microbiològic no són eficients donada la seva lentitud. En els últims 20 anys s’han desenvolupat nous mètodes d’aïllament, identificació, estudis de sensibilitat i tipificació tant per a M. tuberculosi com per a la resta de micobacteris. Encara que amb menor importància en l’àmbit de salut pública que M. tuberculosi, la freqüència d'aïllament de micobacterias no tuberculosas (MNT) va augmentant, i al mateix temps es van descrivint noves espècies susceptibles de produir patologia en humans. L'any 1975 el gènere Mycobacterium comprenia al voltant de 30 espècies, actualment se n'han descrit al voltant de 150. Per orientar el tractament dels diferents micobacteris és necessari arribar a la identificació al nivell d'espècie fins i tot dins del complex tuberculosi. Els estudis de sensibilitat en M. tuberculosi són particularment importants tant per al monitoratge de les taxes de resistència inicial en una comunitat, que influiran en els tractaments empírics dels casos d'aquesta comunitat, com per a la detecció de soques resistents en pacients amb factors de risc. Els estudis de sensibilitat en les MNT es limiten a poques espècies, M avium complex, M kansasii i micobacteris de creixement ràpid no pigmentats amb significació clínica. Per tot això, el laboratori de micobacteriologia clínica juga un paper important tant en atenció sanitària com en l’àmbit de la salut pública. S’han desenvolupat noves tècniques i per tal de donar resultats adequats i amb el mínim de temps possible. Tradicionalment s’han utilitzat tècniques fenotípiques per a la identificació i estudis de sensibilitat, actualment estan veient-se complementades per les tècniques basades en la biologia molecular, fins i tot aplicables directament en la mostra clínica. Els objectius principals d’aquesta tesi han estat l’avaluació dels mètodes de diagnòstic del laboratori de micobacteris ( examen directe, amplificació d’àcidsnucleïcs, aïllament per cultiu i identificació) i el seguiment de les resistències als antituberculosos en casos nous i pacients amb tractament previ. Com a objectius secundaris han estat l’avaluació de dos sistemes no radiomètrics (MB/BacT ALERT® i BACTEC MGIT 960®) per a l’estudi de la sensibilitat als antituberculosos de primera línia, la caracterització molecular dels mecanismes de resistència als fàrmacs de primera línia i la descripció dels diferents llinatges de les soques de M. tuberculosis resistents aïllades a l'Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Al llarg del període estudiat s’ha observat un augment de l’aïllament de MNT, coincidint amb la pandèmia de la SIDA, així com una disminució a partir de la introducció del tractament combinat d’alta eficàcia. També s’ha observat un descens global en els aïllaments de M. tuberculosi, a causa de la disminució en pacients autòctons, encara que s’observa un increment de pacients immigrants. La sensibilitat de la bacil·loscòpia en el diagnòstic de la tuberculosi respiratòria ha estat del 52.2%, sent l’esput la mostra més sensible (64,4%). En la tuberculosi extrarespiratòria la sensibilitat de la bacil·loscòpia ha estat del 23,7%, sent les mostres osteoarticulars les mésfreqüentment positives (35,7%). L’especificitat ha estat del 99,9% amb un VPP del 99,4%. Globalment s’ha observat una major capacitat d’aïllament dels mitjans de cultiu líquid. L’efecte inòcul és més significatiu en aquelles mostres amb la bacil.loscòpia negativa, el que corrobora la importància de la utilització dels dos tipus de medi de cultiu en l’aïllament. L’especificitat de l'AMTD per a la detecció d’àcidsnucleïcs M. tuberculosi complex ha estat bona (99.8%). La sensibilitat en mostres bacil·loscòpia positiva fou del 94.2%, disminuint considerablement en mostres bacil·loscòpia negativa (especialment en la tuberculosi extrarespiratoria). El percentatge de resistència global en casos nous ha estat del 7,9%, significativament més alta en pacients immigrants (16,7%) que en pacients autòctons (5,7%). La resistència global en pacients amb tractament previ fou del 15.1%, significativament més alta en pacients immigrants (46,2%) respecte als pacients autòctons (5%). La multiresistència només es va trobar en pacients immigrants. Els sistemes MB/BacT ALERT i BACTEC MIGIT 960 són una bona alternativa no radiométrica al sistema BACTEC 460 per a l’estudi de sensibilitat als fàrmacs de primera línia. Quant als fàrmacs de segona línia totes les soques amb resistència a l'ethionamida presentaven resistència creuada amb la isoniazida, sent aquesta en el 75% resistència de baix nivell. El 75% de les soques resistents a la RIF presentaven resistència creuada amb la rifabutina. No s'han trobat resistències a altres fàrmacs de segona línia. La resistència a la INH s'ha degut en el 39,3% dels casos a alteracions en el codó 315 del gen katG i en el 32,1% a la regió reguladora de l'operó mabA-inhA. Un 28,6 % de les soques no van presentar alteracions en aquests loci. Totes les soques resistents a la Rifampicina van presentar mutacions a la regió central del gen rpoB. La soca que presentava una mutació en el codó 516 era sensible a la rifabutina. El 30% de les soques resistents a la STR presentaven mutacions en el gen rpsL un altre 30% al gen rrs. La soca resistent a la PZA presentava una deleció de 9 nucleòtids al gen pncA. Les soques resistents dels pacients llatinoamericans i espanyols comparteixen el mateix llinatges d'espoligotip (LAM). / Las micobacterias, especialmente las especies del complejo tuberculosis, son responsables de numerosas infecciones en humanos. La OMS ha declarado la tuberculosis (TB) como una emergencia global, cada año mueren aproximadamente 3 millones de personas de TB y se desarrollan alrededor de 9 millones de nuevos casos. Durante algunos años se creyó que se podría erradicar la TB en los países desarrollados, sin embargo, la incidencia de la TB en estos países no ha seguido la línea descendente que se había proyectado. A pesar de que el 80% de la TB está concentrada en 22 países, la reemergencia en el primer mundo ha sido influenciada por el gran movimiento migratorio desde países con alta incidencia de TB (a la vez con graves problemas de multiresistencia); la existencia de bolsas de pobreza en el mundo industrializado y el desmantelamiento de algunos programas de control de la TB. Para el control de la TB es necesario el diagnóstico precoz con el objetivo de interrumpir la cadena de transmisión. Los métodos tradicionales de diagnóstico microbiológico no son eficientes dada su lentitud. En los últimos 20 años se han desarrollado nuevos métodos de aislamiento, identificación, estudios de sensibilidad y tipificación tanto para M. tuberculosis como para el resto de micobacterias. Aunque con menor importancia en el ámbito de salud pública que M. tuberculosis, la frecuencia de aislamientos de micobacterias no tuberculosas (MNT) va aumentando, y al mismo tiempo, se van describiendo nuevas especies susceptibles de producir patología en humanos. En el año 1975 el género Mycobacterium comprendía alrededor de 30 especies, actualmente se han descrito alrededor de 150. Para orientar el tratamiento de las diferentes micobacterias es necesario llegar a la identificación a nivel de especie, incluso dentro del complejo tuberculosis. Los estudios de sensibilidad en M. tuberculosis son particularmente importantes tanto para la monitorización de las tasas de resistencia inicial en una comunidad, que influirán en los tratamientos empíricos de los casos de esta comunidad, como para la detección de cepas resistentes en pacientes con factores de riesgo. Los estudios de sensibilidad en las MNT se limitan a pocas especies, M aviumcomplex, M kansasii y micobacterias de crecimiento rápido no pigmentadas con significación clínica. Por todo esto, el laboratorio de micobacteriologia clínica juega un papel importante tanto en atención sanitaria cómo en el ámbito de la salud pública. Con el desarrollo de nuevas tecnologías se ha conseguido dar resultados adecuados y con el mínimo de tiempo posible. Tradicionalmente se han utilizado técnicas fenotípicas para la identificación y estudios de sensibilidad, actualmente están viéndose complementadas por las técnicas basadas en la biología molecular, incluso aplicables directamente en la muestra clínica. Los objetivos principales de esta tesis han sido la evaluación de los métodos de diagnóstico del laboratorio de micobacteriología ( examen directo, amplificación de ácidos nucleicos, aislamiento por cultivo e identificación) y el seguimiento de las resistencias a los antituberculosos en casos nuevos y pacientes con tratamiento previo. Otros tres objetivos secundarios han sido la evaluación de dos sistemas no radiomètricos (MB/BacT ALERT® y BACTEC MGIT 960®) para el estudio de la sensibilidad a los antituberculosos de primera línea, la caracterización molecular de los mecanismos de resistencia a los fármacos de primera línea y la descripción de los diferentes linajes de las cepas de M. tuberculosis resistentes aisladas en el Hospital de la Santa Creui Sant Pau. A lo largo del periodo estudiado se ha observado un aumento del aislamiento de MNT, coincidiendo con la pandemia del SIDA, así como una disminución a partir de la introducción del tratamiento combinado de alta eficacia. También se ha observado un descenso global en los aislamientos de M. tuberculosis, debido a la disminución en pacientes autóctonos, aunque se observa un incremento de pacientes inmigrantes. La sensibilidad de la baciloscopia en el diagnóstico de la tuberculosis respiratoria ha sido del 52.2%, siendo el esputo la muestra más sensible (64,4%). En la tuberculosis extrarespiratória la sensibilidad de la baciloscopia ha sido del 23,7%, siendo las muestras osteoarticulares las más frecuentemente positivas (35,7%). La especificidad ha sido del 99,9% con un VPP del 99,4%. Globalmente se ha observado una mayor capacidad de aislamiento de los medios de cultivo líquido. El efecto inóculo es más significativo en aquellas muestras con bacilocopia negativa, lo que corrobora la importancia de la utilización de los dos tipos de medio de cultivo en el aislamiento. La especificidad de la AMTD para la detección de ácidos nucleicosdel complejo M. tuberculosis ha sido buena (99.8%). La sensibilidad en muestras con bacilocopia positiva fue del 94.2%, disminuyendo considerablemente muestras baciloscopia negativa (especialmente en la tuberculosis extrarespiratoria). El porcentaje de resistencia global en nuevos casos ha sido del 7,9%, significativamente más alta en pacientes inmigrantes (16,7%) que en pacientes autóctonos (5,7%). La resistencia global en pacientes con tratamiento previo fue del 15.1%, significativamente más alta en pacientes inmigrantes (46,2%) respecto a los pacientes autóctonos (5%). Sólo se detectómultiresistència en pacientes inmigrantes. Los sistemas MB/BacT ALERT y BACTEC MGIT 960 son una buena alternativa no radiométrica al sistema BACTEC 460 para el estudio de sensibilidad a los fármacos de primera línea. En cuanto a los fármacos de segunda línea, todas las cepas con resistencia a la ethionamida presentaban resistencia cruzada con la isoniazida, siendo esta en el 75% de bajo nivel. El 75% de las cepas resistentes a la RIF presentaban resistencia cruzada con la rifabutina. No se han encontrado resistencias en otros fármacos de segunda línea. La resistencia a la INH se ha debido en el 39,3% de los casos a alteraciones en el codón 315 del gen katG y en el 32,1% a la región reguladora del operón mabA-inhA. Un 28,6% de las cepas no presentaron alteraciones en estos loci. Todas lascepas resistentes a la Rifampicina presentaron mutaciones en la región central del gen rpoB. La cepas que presentaba una mutación en el codón 516 era sensible a la rifabutina. El 30% de las cepas resistentes a la STR presentaban mutaciones en el gen rpsL otro 30% al gen rrs. La cepas resistente a la PZA presentaba una deleción de 9 nucleótidos en el gen pncA. Las cepas resistentes de pacientes latinoamericanos y españoles comparten el mismo linaje de espoligotipo (LAM). / WHO has declared tuberculosis (TB) as a global emergency, every year die about 3 million people and 9 million new cases develop. For some years it was believed that TB could be eradicated in developed countries. However the incidence of TB in these countries hasn’t followed the diminishing line that had been projected. Although the 80% of Tb has been concentrated in 22 countries, the large migratory movement to developed countries from countries with high TB incidence has played an important role in this emergence. Multiresistence, the existence of poverty bags in the industrialized world and the abolishment of TB control programmes, have also contributed. Early diagnosis is required for TB control in order to break the transmission chain. The traditional methods for microbiological diagnosis take time and therefore are not efficient enough. During the last 20 years, new methods have been developed for isolation, identification, susceptibility tests and typing of both M.tuberculosis and the other mycobacteria. While in 1975 the genera Mycobacterium included about 30 species, over 150 species have been described so far. Species identification is required to guide the treatment for different mycobacteria, even within the M. tuberculosis-complex. M. tuberculosis susceptibility test are particularly important not only for resistance monitoring, which is going to influence empirical treatments, but also for detectation of those resistant strains in patients with risk factors, therefore allowing aproppiate treatment. MNT susceptibility test are constrained in a few species, M. avium complex, M. kansasii and non-pigmented rapid-growing mycobacteria with clinical importance. For this reason, the clinical mycobacteriology lab has an important role both in public health and healthcare, New techniques were developed along these years in order to improve the response time from the lab, including several liquid media systems (both radiometric and non-radiometric) for isolation and susceptibility tests. Although traditionally phenotypic tests were used for identification, nowadays molecular techniques are used more a more, and they have been applied even on clinical specimens. The main aims of this thesis were the evaluation of several methods of diagnosis in the mycobacteriology lab (direct microscopically examination, nucleic acid amplification, isolation and identification) and the surveillance of antituberculosis chemotherapy resistance in new cases and new patients. As secondary objectives this thesis included the evaluation of two non-radiometric systems (MB/BacT ALERT® and BACTEC MGIT 960®) for the susceptibility studies of first-line antituberculosis drugs, the molecular characterization of the resistance mechanisms of these drugs and the description of several of several lineages resistant M. tuberculosis strains isolated at the Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Along this period of time, there was initially an increase of MNT isolations coinciding with the AIDS pandemics, followed by a decrease after TARGA introduction. There has also been a global decrease of MTB isolations due to decrease of autochthonous patients despite the increase of immigrant patients. Sensitivity of microscopy examination in the pulmonary TBC was 52.2%, and sputum was the sample with higher sensitivity.(64,4%). In extrapulmonary TBC, the general sensitivity was 23.7% and osteoarticular samples showed the highest positive values (35,7%). Specificity was 99,9% and PPV was 99,4%. Globally the isolation performance was better in liquid media. The inoculum effect is more significant in those samples with negative microscopy examination, which highlights the importance of using both a liquid and solid medium. AMTD specificity for MTB complex was good (99,8%). AMTD sensitivity in positive microscopy examinations was 94,2%, although this value decreased considerably in negative examinations (especially in extrapulmonary TBC). The global resistance in new cases was 7.9%, corresponding to 16.7% in immigrant patients and 5.7% in autochthonous patients. Whereas the global resistance in patients with previous treatment was 15.1%,,it was significantly higher in immigrant patients (46.2%) than in autochthonous patients (5%). Multiresistance was only found in immigrants. MB/BacT ALERT and BACTEC MIGIT 960 systems are a good non-radiometric alternative to the BACTEC 460 for the first-line drug susceptibility studies. Regarding second-line drugs, all ethionamide-resistance strains showed cross-resistance to Isoniazide (75% of the cases displaying a low resistance). 75% of RIF-resistant strains showed cross-resistance to rifabutine. No other resistance to second-line drugs was found. IHN-resistance was mainly due to mutations in the 315 codon of the gene katG (in 39,3% of the cases) and in the mabA-inhA regulating region (32,1%). The rest of the isolated strains (28,6 %) didn’t show mutations in these loci. All rifampicin-resistant strains showed mutations in the central region of gene rpoB. Out of all STR-resistant strains, 30% showed mutations in the gene rpsL and 30% in the gene rrs. The only isolated strain with resistance to PZA, showed a 9-nucleotide deletion in the gene pncA. Isolation of LAM strains was equally distributed in Spanish and Latino American patients, quite in agreement with other reports. In these cases, it was difficult to determine whether they were imported strains due to their common phylogenetic origin. The lineage Haarlem was the most prevalent in Europe and wasn’t isolated in immigrants. Out of the 45 strains included in the study, two cases belonged to Asiatic patients, one of them corresponded to EIA-Manilla (belonging to a Philippine patient) and the other was non-classifiable. In this case the phylogenetic difference between autochthonous and endemic strains in our area makes the strain importation phenomenon more evident. A Beijing strain displaying streptomycin resistance was isolated from an autochthonous patient belonging to a mixed-grouping in which the index case was an immigrant patient.

En el present treball s’han sintetitzat una sèrie de triarilfosfines amb característiques π àcides que han estat caracteritzades i avaluades com a lligands en diferents processos catalitzats per complexos de metalls de transició. Les fosfines sintetitzades incorporen al menys un grup trifluorometil en la seva estructura i es poden dividir en dos grups: fosfines neutres i fosfines iòniques amb grups sulfonats. Les fosfines sulfonades sintetitzades presenten solubilitat en aigua i s’han avaluat en processos catalítics bifàsics líquid-líquid, per tal de poder separar fàcilment els productes de la reacció per decantació i reutilitzar el catalitzador en reaccions de reciclatge. Les propietats electròniques de les fosfines neutres s’han investigat mitjançant la freqüència de vibració del lligand CO de nous complexos d’iridi tipus [IrCl(CO)(L)2] (L = fosfina). Els resultats indiquen que les característiques π-àcides de les fosfines augmenten amb el nombre de substituents trifluorometil, excepte per les fosfines orto trifluorometilades, on una assistència a llarga distància d’algun àtom de fluor al centre metàl·lic proporciona una densitat electrònica extra, que compensa l’efecte inductiu dels grups trifluorometils. La capacitat σ-donadora de les fosfines sulfonades s’ha determinat mitjançant la constant d’acoblament JP-Se per RMN, dels corresponents seleniürs. Totes les fosfines sulfonades que contenen grups CF3 són menys bàsiques que les corresponents fosfines sense grups trifluorometil. La presència de grups CF3 en l’estructura de les fosfines sulfonades incrementen la seva resistència front a l’oxidació, si es comparen amb les fosfines sense grups trifluorometil. A més, el caràcter ambifílic dels lligands provoca la formació de superestructures en disssolució aquosa, com micel·les o vesícules, que han estat observades per microscòpia electrònica Les fosfines sintetitzades s’han avaluat com a lligands en processos catalítics: carbonilació (metoxicarbonilació, hidroxicarbonilació i hidroformilació), reducció (hidrogenació i transferència d’hidrogen de dobles enllaços) i acoblaments carboni carboni (Suzuki-Miyara i Tsuji-Trost). D’entre totes les reaccions assajades, la hidroformilació de substrats polars és la reacció on les noves fosfines sintetitzades presenten una millora substancial respecte les fosfines sulfonades prèviament descrites, pel que fa a la velocitat de les reaccions. A més, les fosfines sulfonades trifluorometilades permeten reciclar el catalitzador mitjançant sistemes bifàsics. / In the present work, a new series of triarylphosphines with strong π-acidic character have been synthesized and fully characterized. They have also been tested as ligands in different processes catalyzed by transition metal complexes. These phosphines contain at least one trifluoromethyl group in its structure and they can be divided in two different groups: neutral phosphines and ionic phosphines with sulfonated substituents. The sulfonated phosphines are water soluble and they have been tested in biphasic liquid-liquid processes, in order to separate the reaction products by decantation and to reuse the catalyst in recycling experiments. The electronic properties of the neutral phosphines has been investigated by analyzing the CO stretching frequency of a series of new complexes [IrCl(CO)L2] (L = phosphine). These results show that the π-acidic properties of phosphines increases with the number CF3 substituents in the aril rings, except for the o-trifluoromethylated phosphines, where a fluorine long distance assistance provides the metal with extra electronic density, that compensate the inductive effect of the CF3 groups. The σ-donating ability of sulfonated phosphines has been assessed by measuring the NMR JP Se coupling constant of the corresponding phosphine selenides. All sulfonated phosphines containing CF3 substituents show to be less basic than the equivalent phosphines without this substituent. The presence of CF3 groups in sulfonated phosphines significantly increases their resistance towards oxidation when compared with the equivalent phosphines. Furthermore, the amphiphilic character of these phosphines leads to the formation of superstructures in their aqueous solutions, such as micelles and vesicles, that have been observed by electronic microscopy. The synthesized phosphines have been evaluated as ligands in different catalytic processes: carbonylation (methoxycarbonylation, hydroxycarbonylation and hydroformylation); reduction (hydrogenation and hydrogen transfer of double bonds); C-C coupling reactions (Suzuki-Miyaura and Tsuji-Trost reactions). Among all reactions essayed, the hydroformylation of polar substrates is the reaction where the new phosphines here synthesized show a clear advantage over the previously described sulfonated phosphines, because the increase in the reaction rate. Furthermore, in these processes, the trifluoromethylated sulfonated phosphines allow the recycling of the catalyst by using a biphasic system.

En aquesta tesi estudiem l'estabilitat d'estats estacionaris d'alguns models d'interacció, de fragmentació i de comportament de col·lectius. Tots aquests models comparteixen la propietat de no localitat i l'existència d'un funcional de Lyapunov. En el cas de les equacions d'interacció i dels models de col·lectius que considerem, hi ha en comú el terme no local ∇ ��∗ ��, on �� és potencial d'interacció, i �� la densitat de partícules en espai. El cas de les equacions de fragmentació és una mica diferent: són equacions integro-diferencials amb un terme no local donat per l'operador de fragmentació, una integral d'un nucli contra la densitat de partícules. Comencem amb una introducció a l'equació d'agregació amb potencial d'interacció repulsor-atractor i radial. Deduïm alguns resultats d'existència i convergència cap a estats estacionaris en forma de capes esfèriques. Busquem mínims de l'energia del funcional de Lyapunov per tal de trobar estats estacionaris per l'equació, i estudiem la in/estabilitat d'aquests estats estacionaris en particular. Propietats de confinament sobre les equacions d'agregació són estudiades en el Capítol 3. Demostrem que les solucions són de suport compacte i estan ficades en una bola grossa fixada per a tot temps. Continuem la recerca en les equacions d'agregació en el Capítol 4, on s'estudia la dimensió dels mínims locals pel funcional de l'energia d'interacció. Un altre problema que estudiem és el comportament asimptòtic de les equacions de creixement-fragmentació. Al Capítol 5 donarem estimacions sobre els perfils asimptòtics i provarem una desigualtat de forat espectral. Aquests models no són un flux gradient respecte del funcional de l'energia. Tanmateix, es pot trobar un funcional de Lyapunov que utilitzarem per a demostrar convergència exponencialment ràpida de les solucions cap als perfils asimptòtics demostrant una desigualtat d'entropia - dissipació d'entropia. Aquesta tècnica ens dóna estabilitat dels estats estacionaris demostrant convergència cap a mínims locals i, a més, ens permet estimar la ràtio de la convergència cap a l'equilibri. Acabem aquesta tesi amb els resultats del Capítol 6, on estudiem dos models de segon ordre de partícules pel comportament de col·lectius. Ens referim a aquests sistemes com a models basats en individus (IBMs), que és el llenguatge comú que s'utilitza per aquest tipus de models. Demostrem l'estabilitat de dues solucions particulars: la manada en forma d'anell i la rotació en forma d'anell. Relacionarem l'estabilitat d'aquestes solucions per aquests dos models de segon ordre amb l'estabilitat dels anells del model de primer ordre, la versió discreta de l'equació d'agregació del Capítol 2. / In this dissertation, we study the stability of stationary states for some interaction equations and for fragmentation and swarming models. All these models share the common property of nonlocality and the existence of a Lyapunov functional. In the case of the interaction equations and the models for swarming that we consider, they have in common the nonlocal interaction term ∇ �∗ � where � is the interaction potential, and � the density of particles in space. The case of the fragmentation equations is a bit different: they are integro-differential equations, with the nonlocal term given by the fragmentation operator, an integral of a kernel against the density of particles. We start with an introduction to aggregation equations, with repulsive-attractive radial interaction potential. We derive some existence results and convergence to spherical shell stationary states. We look for local minimizers of the interaction Lyapunov functional in order to find stable stationary states of the equation. We study radial ins/stability of these particular stationary states. For these aggregation models we will make use of the gradient flow structure that they have. Confinement properties of solutions of aggregation equations under certain conditions on the interaction potential are studied in Chapter 3. We show that solutions remain compactly supported in a large fixed ball for all times. We continue our research in aggregation equations in Chapter 4, where we characterize the dimensionality of local minimizers of the interaction energy. Another problem that we study is the asymptotic behavior of growth-fragmentation models. In Chapter 5, we give estimates on asymptotic profiles and a spectral gap inequality for growth-fragmentation equations. These models are not a gradient flow of a particular energy functional. However, they have a Lyapunov functional that we use to prove exponentially fast convergence of solutions to the asymptotic profiles by showing an entropy - entropy dissipation inequality. This technique gives us stability of the stationary states proving convergence to the local minimizers and it allows for estimates on the rate of convergence to equilibrium. We finish this thesis with the results in Chapter 6, where we study two second order particle systems for swarming. We refer to these systems as individual based models (IBMs), which is the common language used in swarming. We prove the stability of two particular solutions: flock rings and mill rings. We relate the stability of these ring solutions of the second order models with the stability of the rings of a first order model, the discrete version of the aggregation equation of Chapter 2.