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En este trabajo de investigación se ha estudiado la influencia de algunos copolimeros de butadieno y acrilonitrilo sobre el curado de una resina epoxi y sobre las propiedades térmicas y termomecánicas de los materiales compuestos resultantes. Mediante curados isotérmicos se ha investigado utilizando la calorimetria diferencial de barrido (dsc) la influencia que tiene la adición de estos copolímeros sobre el curado de la resina epoxi. A partir de las diferentes experiencias se ha hallado en función del tiempo la temperatura de transición vitrea (tg) y el grado de conversión. Estos resultados han permitido obtener el tiempo de vitrificación, el grado de conversión cuando el material vitrifica y la tgoo (la mayor tg que puede tener el sistema) para los diferentes sistemas estudiados.Se ha analizado la cinetica del proceso de curado mediante diferentes metodos isotérmicos y dinámicos utilizando la tecnica DSC. Se han obtenido valores de energia de activación y de factor de frecuencia de los sistemas empleados. La relación experimental entre la tg y el grado de conversión se ha ajustado mediante la ecuación de dibenedetto.Utilizando el análisis termomecánico (tma) ha podido observarse el fenómeno de la gelificación y se ha determinado mediante la técnica dsc el grado de conversión cuando el material gelifica. Con estos datos y con los cineticos obtenidos anteriormente se han podido construir los diagramas ttt (tiempo-temperatura-transformación).Se ha estudiado el fenómeno del envejecimiento físico en muestras parcialmente curadas de resina epoxi pura y de esta misma resina con diferentes proporciones de ctbn31.Se ha investigado la solubilización del plastificante contenido en el endurecedor por parte de los elastómeros y la solubilidad existente entre la base epoxi y los copolímeros. Mediante el análisis térmico-dinámico-mecánico (dmta) se ha observado la separacion de fases existentes en los diferentes sistemas estudiado.

DE LA TESIS:El término "arteriosclerosis" debe atribuirse a Lobstein, que lo creó en 1833 para referirse a lo que él denominaba: "un aumento del espesor y la dureza de las paredes arteriales". Etimológicamente, la palabra arteriosclerosis se trata de un nombre compuesto por arteria y "sklerosis" que significa espesamiento con induración. Aunque en el lenguaje clínico corriente, se utilizan muy a menudo los conceptos "arterioesclerosis" o "aterosclerosis" de forma indistinta, no es menos cierto que existe una tendencia al empleo del término "aterosclerosis", debido posiblemente a la profusión de la literatura inglesa que prefiere este término. Existe una tendencia a considerar a la arteriosclerosis como una enfermedad íntimamente ligada a la vida moderna y nada más lejos de la realidad, pues se puede demostrar que la arteriosclerosis ha estado presente en todo el curso de la historia del hombre y así ha quedado reflejado en tratados médicos antiguos. Ya desde un principio se sospechó que la arteriosclerosis tenía relación con hábitos corporales o alimenticios, relacionados con el grado de civilización. En la época en que vivimos, la arteriosclerosis es el trastorno arterial considerado como causa principal de muerte en los Estados Unidos y Europa Occidental, propagándose en los demás continentes en relación con su desarrollo (Nat. Heart and Lung Institute, 1971). Las cotas de mortalidad alcanzadas en los últimos años por las enfermedades cardiovasculares se encuentran entre el 30 y 50% del total de defunciones, variando según los países o razas. De todas maneras, es justo señalar que en diversos países (como los EE.UU.), las campañas de educación sanitaria y prevención de los factores de riesgo, han supuesto una discreta disminución en la incidencia de enfermedades cardiovasculares con desenlace fatal. También hay que indicar que si bien los datos de mortalidad son ciertamente alarmantes, deben entenderse como un reflejo indirecto de los avances tecnológicos experimentados en Medicina, que han logrado disminuir la mortalidad por otras causas, lo que ha permitido prolongar la esperanza de vida media del hombre, y en consecuencia, un incremento aparente de enfermedades cardiovasculares, que en buena parte son consecuencia de la que podíamos llamar "arteriosclerosis fisiológica", es decir, el envejecimiento del sistema vascular con el paso de los años.El creciente aumento de la población mayor de 65 años llevará aparejado, entre otras cosas, que la arteriosclerosis supondrá un problema socio-económico de primera magnitud, no tan sólo por la tasa de defunciones que lleva aparejada, sino también por la carga económica que supondrá para el enfermo y para las arcas del Estado. Estas circunstancias hacen que cualquier investigación, tanto sobre el mecanismo etiopatogénico como en lo tocante al tratamiento o la profilaxis de la enfermedad, esté plenamente justificada. La presente tesis realiza un estudio de distintos aspectos en diferentes fases de la producción de la lesión arteriosclerótica: funcionalismo plaquetario, producción de prostaciclina (PGI2) por la pared arterial y por último la morfología del endotelio aórtico y participación de los elementos formes. Para ello, en la primera parte del trabajo se resumen los resultados obtenidos hasta alcanzar un modelo experimental válido (expuesto en la pág. 133), mientras que en la segunda -y que vendría a ser el núcleo central de la tesis -, se ha trabajado sobre dicho modelo. Sin lugar a dudas, el punto de arranque de esta tesis es el desarrollo del modelo experimental. La consecución de un modelo experimental útil precisa de innumerables horas de dedicación de un equipo; en nuestro caso, el modelo de arteriosclerosis en rata utilizado en esta tesis ha sido desarrollado por el equipo del Dr. C. A. Villaverde, entre cuyos colaboradores me encuentro. Los trabajos iniciales, que proceden del año 1975, han dado lugar a varias publicaciones y presentaciones á Congresos.Continuamos la búsqueda utilizado otros agentes lesionantes. La vitamina D2 había sido utilizada por otros autores Nosotros utilizamos también este método en nuestras experiencias, encontrando diferencias con respecto a los resultados obtenidos con la dieta hiperlipídica. Cuando producíamos sobrecarga de vitamina D2 sola, encontrábamos lesiones localizadas en la aorta, de tipo fibroso con calcificación, pero que no podían ser coloreadas con el Sudan por lo que no pueden ser consideradas como ateromatosas. Estas lesiones se producían en un corto espacio de tiempo (5 días) y la mortalidad era muy elevada. Se completa el estudio de un modelo de arteriosclerosis experimental en la rata con lesiones cuya distribución, aspecto y complicaciones guardan una gran similitud con las que se observan en la enfermedad humana. De los resultados aportados por esta tesis, se puede concluir que en este modelo: 1) La dieta inicial de Vitamina D2 provoca rápidamente un aumento en la agregabilidad de las plaquetas al ADP, una caída en el número de plaquetas circulantes y una disminución de la capacidad de producir PGI2 por la pared vascular. Estos fenómenos son muy precoces pudiendo detectarse a las cuatro horas de la 1ª dosis indicando una alteración en los mecanismos de regulación de la agregación plaquetaria. 2) Estas alteraciones funcionales coinciden con lesiones morfológicas detectables por microscopía electrónica de "scanning" que pone de manifiesto alteraciones del endotelio evidentes ya desde las cuatro horas y que persisten hasta el desarrollo de la lesión final. 3) La agravación de las alteraciones precedentes conduce a un aumento de la permeabilidad del endotelio que se pone de manifiesto por el Azul de Evans en el segundo día de tratamiento. 4) A partir del tercer día la pared vascular recupera su capacidad de producción de PGl2. Se alcanzan valores ligeramente superiores a los normales en el 52 día manteniéndose en los límites de la normalidad en los días sucesivos hasta la configuración de las lesiones finales.5) La pared con lesiones arterioscleróticas mantiene niveles de producción de PGI2 similares a los normales. 6) La agregación plaquetaria al Colágeno está disminuida entre el 39 y 52 día. Existe también una pérdida de sensibilidad de las plaquetas al ADP en el 5º día 7) A lo largo del desarrollo de las lesiones experimentales por microscopía electrónica de scanning no se han podido observar plaquetas acumuladas sobre las zonas lesionadas. Estas solo aparecen en la fase final de complicaciones trombóticas. En consecuencia en este modelo no se puede demostrar la participación de las plaquetas en la génesis de la lesión arteriosclerótica según el concepto clásico de Ross y Barker (1976). 8) El seguimiento de las lesiones con el microscopio electrónico de scanning ha permitido demostrar la presencia precoz y constante de elementos de la serie blanca especialmente monocitos y macrófagos que pueden contribuir a la aparición de lesiones a través de otros mecanismos.

INTRODUCCIÓN: El envejecimiento es un factor de riesgo para enfermedades neurodegenerativas como la Enfermedad de Alzheimer (EA), que constituye la demencia más frecuente. Uno de los objetivos de la comunidad científica, actualmente, es el diagnóstico precoz de la EA en fases previas de la demencia, es decir, detectar muy tempranamente el daño cerebral que inicialmente se manifiesta como un síndrome de la memoria y que con el tiempo evolucionará a un síndrome de demencia. Esta tesis se centrado en la EA y su fase prodrómica que se manifiesta como el síndrome denominado Deterioro Cognitivo Leve (DCL), y especialmente, en el estudio de las características cerebrales que confieren a determinadas personas una resistencia a la manifestación del daño cerebral asociado al envejecimiento o a los estadios iniciales de la demencia, ya que es un área de máximo interés en investigación en neurociencia, ya que si se consiguen comprender los mecanismos específicos, podrán mejorarse las estrategias dirigidas a paliar el impacto del deterioro cognitivo en la edad avanzada. METODOLOGÍA: La presente tesis consiste en cuatro estudios, prospectivos transversales, que examinan cómo las bases neuroanatómicas y neurofuncionales de la RC modulan tanto la estructura cómo la función cerebral en envejecimiento sano y patológico. Para la realización de los estudios se ha utilizado una muestra y diversas aproximaciones neuropsicológicas y de resonancia magnética estructural y funcional. OBJETIVO: Investigar los correlatos neuroanatómicos y neurofuncionales de la reserva cognitiva o cerebral en CTR, DCL-a y EA. RESULTADOS:En el envejecimiento sano, los sujetos con altos índices de RC, volumétricamente, muestran una mayor preservación de la integridad de la SB. Funcionalmente, se observa utilización de menos recursos cerebrales durante el procesamiento de tareas cognitivas de comprensión lingüística y percepción visual compleja.En la patología, altos índices de RC comportan una mayor atrofia cerebral y daño en la sustancia blanca. Funcionalmente, correlacionan positivamente con la intensidad de activaciones y negativamente con las desactivaciones del ‘patrón de activación por reposo’ o ‘default mode network’ (DMN) durante el procesamiento cognitivo. Altos índices de RC permite a los pacientes con DCL-a el uso de redes cerebrales alternativas.CONCLUSIONES: Los estudios descritos en esta tesis aportan evidencia de que el nivel de implicación a lo largo de la vida en actividades de tipo mental o intelectual, social y físico modula la estructura y función del cerebro. En definitiva, el concepto de RC permite explicar la resistencia y compensación que muestran algunos cerebros a manifestar clínicamente un proceso patológico subyacente.

Cancer is one of the leading causes of death in countries throughout the world. Increase in the production of Reactive Oxygen Species (ROS) has been implicated in many human disease processes, including aging and carcinogenesis. Detoxification of ROS in the cell is provided by both enzymatic and non-enzymatic systems, which constitute the antioxidant defence systems and is crucial to the survival of organisms. The cancer inhibitory propierties of antioxidant compounds such as polyphenols have been well established in experimental and epidemiological studies, showing the intake of these antioxidants within our diet can carry out an effective protective action toward the oxidative stress created in the body by imbalance between ROS and its endogenous defence mechanism. However, the molecular mechanisms responsibles for these effects are not so well known and more studies are needed to provide clear evidence of their protective effects.The aim of this study is to determine and compare the posible antitumoral properties of several polyphenolic fractions, obtained from the extraction and fractionation of wine by-products consisting of grape skins, seeds and stems. These polyphenolic fractions have high antiradical potential and are mainly composed by flavanol monomers with or without gallate groups, glycosylated flavonols and mostly procyanidin oligomers. The effect of these fractions is analysed on cancer cells at cellular and metabolic levels. Moreover, as solar radiation in the UV range is the major source of adverse reactions in the skin and is one of the most efficient environmental carcinogen known, the possible capacity of these fractions to protect against cellular damage induced by ultraviolet radiation is evaluated and compared. The results obtained in this study let us to confirm the polyphenolic fractions studied are very specific antiproliferative agents with very low cytotoxicity to non-proliferative normal cells, such as peripherial blood lymphocites (PBLs). Moreover, treatment with these fractions results in intracellular metabolic changes, restricting the ability of tumoral cells to proliferate and inhibiting glycolysis, being higher for the fraction rich in ECG containing oligomeric flavanols.Like for the study of antitumoral effect at cellular and metabolic levels, the results obtained in the analysis of the protective capacity of these polyphenolic fractions against UV-induced damage, confirm them as potential natural chemopreventive agents. Briefly, the results obtained in this study let us to conclude the polyphenolic fractions rich in procyanidin oligomers and gallate esters are the most efficient as antitumoral agents, active at both cellular and metabolic levels with low cytotoxicity. Additionally, polymerization and percentge of galloylation are also important in the efficacy of the polyphenolic fractions as protectors against damage induced by ultraviolet radiation, suggesting they may be useful for the prevention and treatment of a variety of solar UV light-induced human skin disorders.

La hipòtesi de treball d'aquesta tesi es que les malalties neurodegenerativespoden considerarse formes accelerades de l'envelliment, selectives per adeterminades localitzacions anatòmiques del teixit nerviós. D'acord a això, aquellsprocessos subjacents a les bases biològiques de l'envelliment (estrès oxidatiu,accumulació de proteïnes agregades, disfunció mitocondrial) i les sevesconseqüències son més intenses i prematures en aquestes poblacions cel.lulars.L'objectiu d'aquest treball es investigar la possible relació entre estrès oxidatiu ide retícle (ER) i les vies de senyalització iniciades per ambdós processos, com amecanisme patogènic en el desenvolupament de les malalties neurodegeneratives, dediferents localitzacions i caracteritzades per la presència d'agregats proteics. Així,hem caracteritzat la modificació oxidativa proteica, els seus causants més importants iles seves conseqüències fisiopatològiques en la forma esporàdica de l'esclerosi lateralamiotròfica (ELA) amb inici lumbar, en la taupatia frontotemporal malaltia de Pick(MdP) i en la malaltia de granuls argirofílics (MGA). Els resultats dels analisis demostres de pacients amb ELA s'han comparat amb els obtinguts en models in vitro dela malaltia.Desprès de la caracterització anatomopatològica exhaustiva, les mostres demèdul.la espinal (ME) i d'escorça frontal (EF) de malalts amb ELA, d'escorça occipital(EO) i EF de malalts amb MdP, i d'hipocamp (HC) de malalts amb MGA, es varenanaltizar en comparació amb mostres d'individus sans amb edats comparables. Laconcentració de marcadors de vies específiques de modificació oxidativa proteica(oxidació directa, glicoxidació i lipoxidació), així com la composició en àcids grasos esva analitzar mitjançant espectrometria de masses combinada amb separaciócromotogràfica. Com a factors reguladors d'oxidació proteica es varen emprar laquantitat de complexes respiratoris mitocondrials, sistemes de defensa antioxidant isistemes proteolíticis, estimats mitjançant western-blot. A més s'establí, emprant lamateixa metodologia, les conseqüències en forma d'ER i de resposta a proteïnesdesplegades (RPD). Així mateix, s'estimà la biogènesi mitcondrial mitjançant anàliside la quantitat de factors reguladors de la mateixa, mitjançant western-blot.Les mostres dels pacients amb ELA mostraren increments en els marcadorsd'oxidació directa, glicoxidació i lipoxidació en ME, i, de forma menys important, enmostres d'EF. Això s'associava a un increment en peroxidizabilitat lipídica, i a unadisminució de respostes neuroprotectores, degut a la disminució en el contingut d'àciddocosahexaenoic, i a alteracions proteasomals i en el contingut de complexesrespiratoris mitocondrials. Es va evidenciar estrés de reticle en ME, però no a l'EF.Així, es va concloure que l'ELA esporàdica duu a increments en lesió oxidativaproteica i a estrés de reticle en ME, mentres que a EF, hi ha menys afectació, bo i noestar indemne.D'altra banda, en mostres de EF, però no en EO de MdP, es varen detectarevidències compatibles amb estrés de reticle, com la RPD, associada a deplecció dexaperones de reticle. Aquestes troballes es relacionen amb un increment en laubiquitinització, compatible amb alteracions en l'activitat proteasomal. En EF, es varentrobar increments en lesió oxidativa directa i lipoxidació, afectant a enzimsantioxidants, amb disminució en la concentració de marcadors de glicoxidació.Sorprenentment, es varen evidenciar increments a la majoria de marcadors de lesióoxidativa en EO, localització morfològicament preservada a la MdP. Els canvispresents en aquesta malaltia s'associaven a canvis en la dotació de complexesrespiratoris mitocondrials, compatibles amb pèrdues de biogenesi mitocondrial i dedefensa antioxidant, combinats amb deplecció de l'àcid docosahexaenoic, consideratun neuroprotector, en EF. En aquest context, el contingut dels factors de transcripciórelacionat amb respostes antioxidants i amb biogènesi mitocondrial, mostrarendisminucions significatives en EF i de forma menys marcada, a EO. En contrast,mentres que a EO es va veure increment d'estrés oxidatiu, les cadenes respiratoriesmitocondrials i la biogenesi no semblaven afectades, de forma conjunta amb unincrement d'àcid docosahexaenoic, suggerint una resposta apropiada a l'estrésoxidatiu.L'anàlisi dels marcadors d'estrés oxidatiu en HC de MGA revelarendisminucions significatives en marcadors de glicoxidació, de manera similar a MdP,troballes compatibles amb un dèficit glicolitic. Aquests defectes glicolítics, s'han descritpreviament en altres malalties neurodegeneratives i podrien associarse amodificacions oxidatives d'enzims glicolítics, també evidenciats aquí. Això suggerreixun paper preferencial d'altres modalitats de lesió oxidativa, com la lipoxidació, comevidencien els increments en concentració de malondialdehid-lisina en aquestamalaltia. La medició dels carbonils proteics va reforçar l'existència d'estrés oxidatiu aHC, atribuible a la disfunció mitocondrial, evidenciada per canvis en complexes i en elnombre de mitocondris. Així mateix, diverses molecules clau en la RPD varen mostrarincrements a les mostres procedents de malalts de MGA, causant increments a lesxaperones de reticul endoplasmàtic. De forma remarcable, a pesar de les troballescompatibles amb la reducció mitocondrial, els factors transcripcionals implicats en laseva biogènesi no s'elevaren, suggerint que un defecte en biogènesi mitocondrialpodria estar implicat a la patogenesi de la MGA.Els resultats descrits a la present memòria de tesi, indiquen la relació entreestrés oxidatiu i de retícul endoplasmàtic, en ELA, MdP i MGA, suggerint la sevarelació recíproca, a travès de disfunció proteolítica, i un paper clau de la funciómitocondrial, o la seva pèrdua, conduint al procès neurodegeneratiu. / La hipótesis a contrastar en esta tesis es que las enfermedadesneurodegenerativas (ENDs) pueden ser una forma acelerada del envejecimiento,selectiva para determinadas localizaciones anatómicas del tejido nervioso.Consiguientemente, aquellos procesos subyacentes en las bases biológicas delenvejecimiento (estrés oxidativo, acumulación de proteínas con alto grado deagregación, disfunción mitocondrial) y sus consecuencias son más intensas yprematuras en estas poblaciones celulares.El objetivo de este trabajo es investigar la posible interrelación entre estrésoxidativo y de retículo (ER) y vías de señalización iniciadas por ambos procesos,como mecanismo patogénico en el desarrollo de ENDs de diferentes localizaciones ycaracterizadas por la presencia de agregados proteicos. Así, hemos caracterizado lamodificación oxidativa proteica, sus causantes más importantes y sus consecuenciasfisiopatológicas en la forma esporádica de esclerosis lateral amiotrófica (ELA) coninicio lumbar, en la taupatía frontotemporal enfermedad de Pick (EdP) y en laenfermedad de granos argirofílicos (EGA). Los resultados de los análisis de muestras de pacientes con ELA se ha comparado con los obtenidos en modelos in vitro de laenfermedad.Tras caracterización anatomopatógica exhaustiva, las muestras de médulaespinal (ME) y de córtex frontal (CF) de pacientes de ELA; de córtex occipital (CO) yCF de enfermos de EdP, y de hipocampo (HC) de pacientes con EGA, se analizaronen comparación con muestras de individuos sanos con edades comparables. Laconcentración de marcadores de vías específica de modificación oxidativa proteica(oxidación directa, glicoxidación y lipoxidación), así como la composición en ácidosgrasos se analizaron mediante espectrometría de masas combinada concromatografía. Como factores reguladores de oxidación proteica se tomaron lacantidad de complejos respiratorios mitocondriales, sistemas de defensa antioxidantey sistemas proteolíticos, estimados mediante análisis de wester-blot. Además, seestableció mediante la misma metodología, las consecuencias en forma de ER y derespuesta a proteínas desplegadas (RPD). Asimismo, se estimó la biogenésismitocondrial mediante análisis de la cantidad de factores reguladores de la misma,mediante western-blot.Las muestras con ELA mostraron incrementos en los marcadores de oxidacióndirecta, glicoxidación y lipoxidación en ME, y, de forma menor cuantitativamente, enmuestras de CF. Ello se asoció a un incremento en la peroxidizabilidad lipídica, y auna disminución de respuestas neuroprotectoras debido a la disminución en el contenido de ácido docosahexaenoico y a alteraciones del proteasoma y en elcontenido de complejos respiratorios mitocondriales. Se evidenció estrés de retículoen ME, pero no en CF. Consiguientemente, se concluyó que la ELA esporádicaconlleva incremento en lesión oxidativa proteica y a estrés de retículo en médulaespinal, mientras que el CF, muestra menor afectación, pero no esta indemne.Por otro lado, en muestras de CF, pero no en CO de EdP, se detectaronevidencias de estrés de retículo, como RPD, asociadas a pérdida de chaperonas deretículo. Estos hallazgos se relacionan con un incremento en la ubiquitinizacióncompatible con alteraciones en la actividad proteasomal. En esta localización (CF), sehallaron incrementos en lesión oxidativa directa y lipoxidación, dirigidas a enzimasantioxidantes, con disminución en la concentración de marcadores de glicoxidación.Sorprendentemente, se demostraron incrementos en la mayoría de marcadores delesión oxidativa en CO, localización morfológicamente preservada en EdP. Loscambios presentes en esta enfermedad se asociaron a cambios en la dotación decomplejos respiratorios mitocondriales, compatibles con pérdida de biogénesismitocondrial y de defensa antioxiante, combinados con depleción del ácidodocosahexaenoico, considerado como neuroprotector, en CF. En este contexto, elcontenido de los factores de transcripción relacionados con respuestas antioxidantesy con biogénesis mitocondrial, mostraron cambios significativos en CF y menosmarcados en CO. En contraste, mientras que en CO se observó incremento en lesiónoxidativo en EdP, las cadenas respiratorias mitocondriales y la biogénesis podríanestar preservadas, de forma conjunta con un incremento de ácido docosahexaenoico,sugiriendo una respuesta apropiada al estrés oxidativo.El análisis de los marcadores de estrés oxidativo en HC de EGA revelarondisminuciones significativas en marcadores de glicoxidación, de modo similar a EdP,hallazgos compatibles con un déficit de glicolisis en esta situación. Estos defectos sehan descrito previamente en otras ENDs y pueden asociarse a modificacionesoxidativas de enzimas glicolíticos, tambien evidenciados aquí. Ello sugiere un papelpreferencial de otros modos de lesión oxidativa, como la lipoxidación, como evidencian los incrementos en concentración de malondialdehido-lisina en estaenfermedad. La medición, mediante western-blot, de los carbonilos proteicos reactivosreforzó la existencia de estrés oxidativo en HC, atribuible a la disfunción mitocondrialevidenciable por cambios en la función respiratoria y en su número. Asimismo,diversas moléculas clave en la RPD mostraron incrementos en las muestrasprocedentes de enfermos, causando incrementos en chaperonas de retículoendoplasmatico. De forma remarcable, a pesar del número reducido de mitocondrias,los factores transcripcionales implicados en su biogénesis no se elevaron, sugiriendo que un defecto en biogénesis mitocondrial puede estar implicado en la patogénesis deEGA.Los resultados descritos en esta memoria de tesis indican la interrelación entreestrés oxidativo y de retículo endoplasmatico, en ELA, EdP y EGA sugiriendo surelación recíproca a través de disfunción proteolítica, y un papel clave de la funciónmitocondrial, conduciendo al proceso neurodegenerativo. / It is hypothesized that the neurodegenerative diseases (NDDs) could be anaccelerated form of aging selective for nervous tissue in specific anatomic locations.Accordingly, the processes observed in the biological basis of aging (oxidative stress,accumulation of highly modified protein aggregates, mitochondrial dysfunction) and theensuing processes that it triggers are more intense and premature in these cellpopulations.The aim of this work was to investigate the potential interplay betweenoxidative and endoplasmic reticulum (ER) stress and the underling signallingpathways, as a potential mechanism involved in the pathogenesis of theneurodegenerative disorders affecting different locations, and characterized by proteinaggregates. We characterized protein oxidative damage, its major contributors and itspathophysiological consequences in the sporadic form of amyotrophic lateral sclerosis(ALS) patients with lumbar onset disease, in the frontotemporal tauopathy Pick'sdisease (PiD) and in the argyrophilic grain disease (AGD) patients. The results of ALSsamples were compared with in vitro models of the disease.After extensive pathological characterization, samples from spinal cords (SC)and frontal cortex (FC) from ALS patients, FC and occipital cortex (OC) from PiDpatients, and hippocampus (HC) from AGD patients were analyzed in comparison withage-matched control samples. The concentration of markers for specific pathways ofprotein oxidative damage (direct oxidation, glycoxidation and lipoxidation) and fattyacid composition were assessed by mass spectrometry. Contributors to proteinoxidation (mitochondrial respiratory complexes, antioxidant defence and proteolysis)and its consequences (endoplasmic reticulum stress and/or unfolded protein response(UPR)) were evaluated by western-blot of specific markers. Furthermore, themitochondrial biogenesis system was assessed by measuring by western blot thelevels of key factors.ALS was associated to increased direct oxidative, glycoxidative and lipoxidativedamage in SC and, to a lower extent, in FC samples. This was associated to increasedlipid peroxidizability, and to impaired neuroprotective responses because of decreaseddocosahexaenoic content as well as alterations of the mitochondrial respiratorycomplexes and proteasomal impairment. Endoplasmic reticulum stress was evidencedin SC, but not in FC. Therefore, it could be concluded that sporadic ALS leads toincreased oxidative damage in proteins and to ER stress in SC, while FC is lessaffected, but not preserved.In samples from FC, but not in OC of PiD, there were evidences of ER stresssuch as activated UPR, associated to specific depletion in ER chaperones. Thosefindings are related to increased ubiquitination compatible with alteration in ubiquitinproteasomesystem. In the same location, evidences for increased direct oxidative andlipoxidative damages targeting antioxidant enzymes were found, with decreasedamount of glycoxidation markers. Strinkingly, increases in most of the examinedparameters of oxidative stress in morphologically preserved OC of PiD patients weredetected as well. The changes registered in PiD could be associated with disturbancesin mitochondrial respiratory complexes compatible with diminished mitochondrialbiogenesis and lack of antioxidant defence, combined with depletion in the contents ofthe neuroprotective docosahexaenoic acid observed in FC. In this line, the content ofthe transcription factors related to antioxidant responses and mitochondrial biogenesisshowed significant changes in FC but less marked in OC. In contrast, while OCshowed increased oxidative damage, mitochondrial respiratory chain and biogenesiswere preserved, a finding associated to increased docosahexaenoic content,suggesting an appropriate response to the generated increase in oxidative stress.Analysis of various oxidative stress biomarkers in HC of AGD revealedsignificantly decreased levels of the markers of glycoxidation, similarly to PiD, which iscompatible with defects in glycolytic potential in this location. Those defects have beenpreviously reported in other NDDs and may be associated to oxidative modifications ofglycolytic enzymes also evidenced here. There were no changes in the concentrationsof direct protein oxidation markers. This suggests a preferential role of other forms ofoxidative damage, such as lipoxidation, as evidenced by increased malondialdehydelysinelevels in this disease. Western blot measurements also revealed increasedprotein reactive carbonyl groups further supporting elevated oxidative damage in HCof AGD samples, which can be attributed to the mitochondrial dysfunction evidencedby disturbance in the respiratory chain function and reduced mitochondria number.Furthermore, the key molecules critically involved in UPR were found activated, whichcaused elevation in ER chaperones. Most importantly, despite the reduced number ofmitochondria, transcription factors for their biogenesis were not increased, suggestingthat impaired mitochondria biogenesis may be implicated in AGD pathogenesis.The described results indicate the implication of oxidative and endoplasmicreticulum stress in sporadic ALS, PiD and AGD suggesting a possible interplaybetween them through proteolysis dysfunction, with a predominant role ofmitochondrial impairment leading to the neurodegenerative process.

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La malaltia d'Alzheimer (MA) es caracteritza per la presència a l'hipocamp i l'escorça de plaques senils de la proteïna β-amilode (Aβ), cabdells neurofibrilars de la proteïna tau hiperfosforilada i pèrdua de sinapsis. La hipòtesi neurovascular de la MA dóna una especial importància a les alteracions de la Barrera Hematoencefàlica (BHE) i els increments de la proteïna β-amilode (Aβ). Els ratolins modificats genèticament són els models animals més utilitzats en la investigació de la MA. Tanmateix, aquests ratolins imiten aspectes de la MA de tipus familiar, on alteracions genètiques predisposen a patir la malaltia. Els ratolins d'edat avançada poden ajudar a discernir la frontera entre l'envelliment normal i el patològic. En aquest context prenen especial rellevància els ratolins amb senescència accelerada SAMP8. Aquesta soca ja ha estat descrita com a model de MA i presenta vàries característiques de la MA com dèficits en l'aprenentatge i la memòria, alteracions emocionals, nivells elevats d'APP i Aβ, patologia neuronal associada a tau, alteracions en el sistema colinèrgic, neurodegeneració i estrès oxidatiu entre d'altres. En aquesta tesi hem investigat: 1-Les alteracions i l'evolució temporal de les modificacions en la integritat de la BHE en escorça i hipocamp de ratolins SAMP8; 2-La presència de dipòsits amiloides en aquests ratolins a les zones cerebrals abans esmentades així com el seu increment amb l'edat i 3-La relació temporal i en la localització de les alteracions de la BHE i els dipòsits d'Aβ d'aquests ratolins. Les conclusions que hem estret són que en ratolins SAMP8: 1- Presenten alteracions de la BHE a partir dels 9 mesos d'edat. 2- Presenten acumulacions d'Aβ a partir de 6 mesos d'edat. 3- Presenten nivells més elevats d'angiopatia amiloïdal cerebral (CAA) a partir dels 3 mesos d'edat. 4- Tots els vasos amb CAA mostren també alteracions de la BHE, tot i que hi ha altres basos amb la BHE alterada sense CAA. 5- No hi ha relació directa entre la localització dels dipòsits amiloides i la localització dels vasos sanguinis, els vasos amb CAA ni amb els vasos amb la BHE alterada.

La modulació inadequada o el manteniment de forma crònica de la resposta immune poden provocar efectes adversos a sistemes i òrgans i donar lloc a la manifestació de patologies. En aquest context, els mecanismes de regulació de la resposta immune són un element clau per mantenir un estat òptim de salut i un envelliment saludable. La capacitat d'organitzar una resposta immune contra agents patògens o cèl·lules tumorals està en part determinada pel fons genètic de cada individu. Els estudis d'associació genètica han resultat d'utilitat per identificar variants de gens de resposta immune implicades en patologies que van des del càncer o les malalties cardiovasculars a infeccions com la tuberculosi o el VIH-­‐1. En la present tesi s'ha estudiat la variabilitat de gens de resposta immune i el seu paper en dos models diferents: la infecció per VIH-­‐1 i el procés d'envelliment natural. En el primer model s'ha estudiat la variabilitat del gen BST-­‐2, factor de restricció en la infecció per VIH-­‐1, i dels gens CYP27B1, GC i VDR, implicats en la síntesi, transport i acció genòmica de la vitamina D, hormona implicada en la modulació de la resposta immune. Així mateix, al segon model s'ha avaluat l'efecte de la variabilitat del gen VDR i dels gens RANTES i CCR5, implicats en la mediació de la resposta inflamatòria. En el model d'infecció per VIH-­‐1 s'han identificat 2 variants del gen BST-­‐2 associades amb progressió, una captura la variabilitat de la regió genòmica i l’altra amb potencial efecte funcional. En l'estudi de la relació de variants dels gens VDR, CYP27B1 i GC amb el ritme de progressió de la infecció s'han confirmat i ampliat el nombre de marcadors del gen VDR que mostren associació amb progressió. Les combinacions haplotípiques del gen VDR que s'associen amb progressió són aquelles que optimitzen la resposta a la vitamina D. Aquests resultats poden interpretar-­‐se en funció del paper dual de la vitamina D en la modulació de la resposta immune. L'associació amb progressió de les variants identificades és més significativa en els pacients reclutats en el període pre-­‐ TARGA (anterior a 1997). En el model d'envelliment natural, variants del gen VDR mostren associació amb envelliment saludable en homes. Les variants associades són aquelles que confereixen una capacitat de resposta intermèdia a la vitamina D. Això emfatitza el paper de la vitamina D en envelliment i posa de manifest la importància del fons genètic a l’hora d’establir els nivells òptims de vitamina D per a un envelliment saludable. En relació als polimorfismes dels gens CCR5 i RANTES no s'ha trobat associació significativa pel locus CCR5, encara que els resultats mostren una major prevalença de la variant no funcional, i per tant pitjor mediadora de la resposta inflamatòria, en individus longeus. Quant a les variants del gen RANTES, els resultats indiquen una associació específica de sexe que suggereix l'existència d'un determinant genètic de RANTES que predisposa a un fenotip proinflamatori en homes i a un fenotip antiinflamatori en dones / La modulación inadecuada o el mantenimiento de forma crónica de la respuesta inmune puede provocar efectos adversos en sistemas y órganos y dar lugar a la manifestación de patologías. Por ello, los mecanismos de regulación de la respuesta inmune son un elemento clave para el mantenimiento de un estado de salud óptimo y un envejecimiento saludable. La capacidad de organizar una respuesta inmune contra agentes patógenos o células tumorales está en parte determinada por la fondo genético de cada individuo. Los estudios de asociación genética han resultado de utilidad para identificar variantes de genes de respuesta inmune implicadas en patologías que van desde el cáncer o las enfermedades cardiovasculares a infecciones como la tuberculosis o el VIH-­‐1. En la presente tesis se ha estudiado la variabilidad de genes de respuesta inmune y su papel en dos modelos distintos: la infección por VIH-­‐1 y el proceso de envejecimiento natural. En el primer modelo se ha estudiado la variabilidad del gen BST-­‐2, factor de restricción en la infección por VIH-­‐1, y de los genes CYP27B1, GC y VDR, implicados en la síntesis, transporte y acción genómica de la vitamina D, hormona implicada en la modulación de la respuesta inmune. Asimismo, en el segundo modelo, se ha evaluado el efecto de la variabilidad del gen VDR y de los genes RANTES y CCR5, implicados en la mediación de la respuesta inflamatoria. En el modelo de infección por VIH-­‐1, se han identificado 2 variantes del gen BST-­‐ 2 asociadas con progresión, una que captura la variabilidad de la región genómica y otra con potencial efecto funcional. En el estudio de variantes de los genes VDR, CYP27B1 y GC con el ritmo de progresión de la infección se ha confirmado y ampliado el número de marcadores del gen VDR que muestran asociación con progresión. Las combinaciones haplotípicas del gen VDR que se asocian con progresión son aquellas que optimizan la respuesta a la vitamina D. Estos resultados pueden interpretarse en función del papel dual de la vitamina D en la modulación de la respuesta inmune. La asociación con progresión de las variantes identificadas incrementa su significación en los pacientes reclutados en el periodo pre-­‐TARGA (anterior a 1997). En el modelo de envejecimiento natural, variantes del gen VDR muestran asociación con envejecimiento saludable en hombres. Las variantes asociadas son aquellas que confieren una capacidad de respuesta intermedia a la vitamina D. Ello revela el papel de la vitamina D en envejecimiento y enfatiza la importancia del fondo genético al establecer los niveles óptimos de vitamina D para un envejecimiento saludable. En relación a los polimorfismos de los genes CCR5 y RANTES no se ha encontrado asociación significativa para el locus CCR5, aunque los resultados muestran una mayor prevalencia de la variante no funcional, y por lo tanto peor mediadora de la respuesta inflamatoria, en individuos longevos. En cuanto a las variantes del gen RANTES, los resultados indican una asociación específica de sexo que sugiere la existencia de un determinante genético de RANTES que predispone a un fenotipo proinflamatorio en los varones y a un fenotipo anti-­‐inflamatorio en las mujeres. / The improper balance or the maintenance of a chronic immune response can produce adverse effects on organs and systems and prone to diseases. Therefore, the regulatory mechanisms of the immune response are key factors to maintain an optimal health status and to follow a healthy aging. The capacity to produce an immune response against pathogens or tumour cells is partially determined by the genetic background of the individual. Genetic association studies have been useful to identify variants of immune response genes involved in diseases ranging from cancer or cardiovascular disease to infections such as tuberculosis or HIV-­‐1. In this thesis we have studied the variability of immune response genes and their role in two models: the HIV-­‐1 infection and the natural aging process. In the first model it has been studied the variability of BST-­‐2 gene, which is an HIV restriction factor, and CYP27B1, GC and VDR genes, that are involved in the synthesis, transport and genomic action of vitamin D, hormone that modulates the immune response. In the second model, we have also evaluated the effect of VDR gene variability as well as RANTES and CCR5 gene variants, both involved in mediating the inflammatory response. In the model of the HIV-­‐1 infection we have identified two variants of BST-­‐2 gene associated with progression, one that captures the variability of the genomic region and the other with potential functional effect. In the study of VDR, CYP27B1 and GC gene variants related to progression rates we have confirmed and extended the number of VDR gene markers showing association with progression. The VDR gene haplotype combinations that are associated with progression are those that optimize the response to vitamin D. These results should be interpreted as a con to the dual role of vitamin D in the modulation of the immune response. The association with progression of the identified variants is significantly increased in patients enrolled in the pre-­‐HAART (before 1997). In the model of aging, VDR gene variants were most associated with healthy aging in men. The associated variants are those that confer an intermediate responsiveness to vitamin D. This reveals the role of vitamin D in aging and emphasizes the role of genetic background in determining optimal levels of vitamin D for healthy aging. In relation to polymorphisms of CCR5 and RANTES genes we do not found significant association for the CCR5 locus, although the results show a higher prevalence of non-­‐functional variant, and thus a poorer mediator of the inflammatory response, in long-­‐lived individuals. In relation to RANTES gene variants, the results indicate a sex-­‐specific association suggesting the existence of a genetic determinant of RANTES that predisposes to a proinflammatory phenotype in males and an anti-­‐inflammatory phenotype in females.

La modulació inadequada o el manteniment de forma crònica de la resposta immune poden provocar efectes adversos a sistemes i òrgans i donar lloc a la manifestació de patologies. En aquest context, els mecanismes de regulació de la resposta immune són un element clau per mantenir un estat òptim de salut i un envelliment saludable. La capacitat d'organitzar una resposta immune contra agents patògens o cèl·lules tumorals està en part determinada pel fons genètic de cada individu. Els estudis d'associació genètica han resultat d'utilitat per identificar variants de gens de resposta immune implicades en patologies que van des del càncer o les malalties cardiovasculars a infeccions com la tuberculosi o el VIH-­‐1. En la present tesi s'ha estudiat la variabilitat de gens de resposta immune i el seu paper en dos models diferents: la infecció per VIH-­‐1 i el procés d'envelliment natural. En el primer model s'ha estudiat la variabilitat del gen BST-­‐2, factor de restricció en la infecció per VIH-­‐1, i dels gens CYP27B1, GC i VDR, implicats en la síntesi, transport i acció genòmica de la vitamina D, hormona implicada en la modulació de la resposta immune. Així mateix, al segon model s'ha avaluat l'efecte de la variabilitat del gen VDR i dels gens RANTES i CCR5, implicats en la mediació de la resposta inflamatòria. En el model d'infecció per VIH-­‐1 s'han identificat 2 variants del gen BST-­‐2 associades amb progressió, una captura la variabilitat de la regió genòmica i l’altra amb potencial efecte funcional. En l'estudi de la relació de variants dels gens VDR, CYP27B1 i GC amb el ritme de progressió de la infecció s'han confirmat i ampliat el nombre de marcadors del gen VDR que mostren associació amb progressió. Les combinacions haplotípiques del gen VDR que s'associen amb progressió són aquelles que optimitzen la resposta a la vitamina D. Aquests resultats poden interpretar-­‐se en funció del paper dual de la vitamina D en la modulació de la resposta immune. L'associació amb progressió de les variants identificades és més significativa en els pacients reclutats en el període pre-­‐ TARGA (anterior a 1997). En el model d'envelliment natural, variants del gen VDR mostren associació amb envelliment saludable en homes. Les variants associades són aquelles que confereixen una capacitat de resposta intermèdia a la vitamina D. Això emfatitza el paper de la vitamina D en envelliment i posa de manifest la importància del fons genètic a l’hora d’establir els nivells òptims de vitamina D per a un envelliment saludable. En relació als polimorfismes dels gens CCR5 i RANTES no s'ha trobat associació significativa pel locus CCR5, encara que els resultats mostren una major prevalença de la variant no funcional, i per tant pitjor mediadora de la resposta inflamatòria, en individus longeus. Quant a les variants del gen RANTES, els resultats indiquen una associació específica de sexe que suggereix l'existència d'un determinant genètic de RANTES que predisposa a un fenotip proinflamatori en homes i a un fenotip antiinflamatori en dones. / La modulación inadecuada o el mantenimiento de forma crónica de la respuesta inmune puede provocar efectos adversos en sistemas y órganos y dar lugar a la manifestación de patologías. Por ello, los mecanismos de regulación de la respuesta inmune son un elemento clave para el mantenimiento de un estado de salud óptimo y un envejecimiento saludable. La capacidad de organizar una respuesta inmune contra agentes patógenos o células tumorales está en parte determinada por la fondo genético de cada individuo. Los estudios de asociación genética han resultado de utilidad para identificar variantes de genes de respuesta inmune implicadas en patologías que van desde el cáncer o las enfermedades cardiovasculares a infecciones como la tuberculosis o el VIH-­‐1. En la presente tesis se ha estudiado la variabilidad de genes de respuesta inmune y su papel en dos modelos distintos: la infección por VIH-­‐1 y el proceso de envejecimiento natural. En el primer modelo se ha estudiado la variabilidad del gen BST-­‐2, factor de restricción en la infección por VIH-­‐1, y de los genes CYP27B1, GC y VDR, implicados en la síntesis, transporte y acción genómica de la vitamina D, hormona implicada en la modulación de la respuesta inmune. Asimismo, en el segundo modelo, se ha evaluado el efecto de la variabilidad del gen VDR y de los genes RANTES y CCR5, implicados en la mediación de la respuesta inflamatoria. En el modelo de infección por VIH-­‐1, se han identificado 2 variantes del gen BST-­‐ 2 asociadas con progresión, una que captura la variabilidad de la región genómica y otra con potencial efecto funcional. En el estudio de variantes de los genes VDR, CYP27B1 y GC con el ritmo de progresión de la infección se ha confirmado y ampliado el número de marcadores del gen VDR que muestran asociación con progresión. Las combinaciones haplotípicas del gen VDR que se asocian con progresión son aquellas que optimizan la respuesta a la vitamina D. Estos resultados pueden interpretarse en función del papel dual de la vitamina D en la modulación de la respuesta inmune. La asociación con progresión de las variantes identificadas incrementa su significación en los pacientes reclutados en el periodo pre-­‐TARGA (anterior a 1997). En el modelo de envejecimiento natural, variantes del gen VDR muestran asociación con envejecimiento saludable en hombres. Las variantes asociadas son aquellas que confieren una capacidad de respuesta intermedia a la vitamina D. Ello revela el papel de la vitamina D en envejecimiento y enfatiza la importancia del fondo genético al establecer los niveles óptimos de vitamina D para un envejecimiento saludable. En relación a los polimorfismos de los genes CCR5 y RANTES no se ha encontrado asociación significativa para el locus CCR5, aunque los resultados muestran una mayor prevalencia de la variante no funcional, y por lo tanto peor mediadora de la respuesta inflamatoria, en individuos longevos. En cuanto a las variantes del gen RANTES, los resultados indican una asociación específica de sexo que sugiere la existencia de un determinante genético de RANTES que predispone a un fenotipo proinflamatorio en los varones y a un fenotipo anti-­‐inflamatorio en las mujeres. / The improper balance or the maintenance of a chronic immune response can produce adverse effects on organs and systems and prone to diseases. Therefore, the regulatory mechanisms of the immune response are key factors to maintain an optimal health status and to follow a healthy aging. The capacity to produce an immune response against pathogens or tumour cells is partially determined by the genetic background of the individual. Genetic association studies have been useful to identify variants of immune response genes involved in diseases ranging from cancer or cardiovascular disease to infections such as tuberculosis or HIV-­‐1. In this thesis we have studied the variability of immune response genes and their role in two models: the HIV-­‐1 infection and the natural aging process. In the first model it has been studied the variability of BST-­‐2 gene, which is an HIV restriction factor, and CYP27B1, GC and VDR genes, that are involved in the synthesis, transport and genomic action of vitamin D, hormone that modulates the immune response. In the second model, we have also evaluated the effect of VDR gene variability as well as RANTES and CCR5 gene variants, both involved in mediating the inflammatory response. In the model of the HIV-­‐1 infection we have identified two variants of BST-­‐2 gene associated with progression, one that captures the variability of the genomic region and the other with potential functional effect. In the study of VDR, CYP27B1 and GC gene variants related to progression rates we have confirmed and extended the number of VDR gene markers showing association with progression. The VDR gene haplotype combinations that are associated with progression are those that optimize the response to vitamin D. These results should be interpreted as a con to the dual role of vitamin D in the modulation of the immune response. The association with progression of the identified variants is significantly increased in patients enrolled in the pre-­‐HAART (before 1997). In the model of aging, VDR gene variants were most associated with healthy aging in men. The associated variants are those that confer an intermediate responsiveness to vitamin D. This reveals the role of vitamin D in aging and emphasizes the role of genetic background in determining optimal levels of vitamin D for healthy aging. In relation to polymorphisms of CCR5 and RANTES genes we do not found significant association for the CCR5 locus, although the results show a higher prevalence of non-­‐functional variant, and thus a poorer mediator of the inflammatory response, in long-­‐lived individuals. In relation to RANTES gene variants, the results indicate a sex-­‐specific association suggesting the existence of a genetic determinant of RANTES that predisposes to a proinflammatory phenotype in males and an anti-­‐inflammatory phenotype in females.