La malaltia de Parkinson és una de les malalties neurodegeneratives humanes més freqüents, especialment en pacients d'edat avançada amb una simptomatologia provocada especialment per la manca de DA. La gènesi d'aquesta malaltia no és clara, si bé sembla haver un component genètic en un nombre reduït dels casos diagnosticats, la principal causa roman encara desconeguda. La hipòtesi neurotòxica està present des de fa molt temps i el que sembla més lògic és pensar en l'existència d'una condició mixta, es a dir, una predisposició genètica (congènita, heretada o adquirida) i un detonant que podria ser endogen o exogen. Diverses evidencies suggereixen un paper important de la dopamina en el dany neuronal observat durant la malaltia, per aquest motiu, mitjançant diversos experiments, el nostre laboratori ha determinat els efectes de diferents concentracions de dopamina (DA) sobre la viabilitat de les cèl·lules SH-SY5Y. El primer que s'ha fet es comprovar que la DA s'acumula dins la cèl·lula i aproximadament a quines concentracions ho fa. La DA entra ràpidament dins la cèl·lula, on arribarà a unes concentracions inferiors però properes a les utilitzades extracel·lularment.El primer pas dins de la toxicitat produïda per la DA sembla clarament implicar la seva oxidació intracel·lular. Totes les alteracions produïdes per la DA s'han bloquejat amb antioxidants d'acció intracel·lular com la N-acetilcisteïna. Així doncs, per garantitzar que la DA no sigui tòxica, cal que no s'oxidi. És difícil precisar si la toxicitat de la DA pot estar vinculada al seu procés d'oxidació o als metabòlits reactius que es produeixen. En el primer cas la DA, a l'oxidar-se, està donant lloc a peròxid d'hidrogen i, per tant, a un potencial estrès oxidatiu. En les nostres cèl·lules, l'augment de peroxidació per efecte de la DA és relativament suau, a menys que s'incorpori Fe3+ en el medi com a catalitzador d'aquest procés. En el segon cas s'ha de considerar que la DA està donant lloc a quinones i a aminocroms. Les primeres són prou reactives com per unir-se a grups tiol de forma covalent i per tant, potencialment, poder modificar qualsevol proteïna. Venim a suggerir i en part a demostrar que la DA, oxidant-se a dopaquinona i dopaminocrom, pot reduir-se novament en presència de NADH o NADPH i donar lloc a un cicle redox en el que es pot disminuir considerablement el contingut de la forma reduïda d'aquests coenzims, essencials pel bon funcionament cel·lular. A part d'aquesta alteració redox, s'han observat altres alteracions com a conseqüència de l'oxidació de la DA. Una de les més primerenques és l'acumulació de proteïnes ubiqüitinitzades. Com a conseqüència d'aquest fet i d'altres mecanismes s'activarien una sèrie de vies que modificarien l'expressió de tota una gama de gens implicats en la transducció de senyals i en mort o supervivència cel·lular com GADD153 i C/EBP-beta així com de l'alfa-sinucleïna. L'acumulació d'alfa-sinucleina, conjuntament amb la de les proteïnes alterades per les quinones i les proteïnes ubiqüitinitzades no degradades pel proteosoma pot afavorir la formació d'agregats de nucleació, amb característiques d'agressoma, que donen lloc a la formació al seu voltant de vacuoles autofàgiques i a l'activació d'un senyal d'estrès reticular. La DA desencadena doncs clarament i de forma dosi-dependent un procés d'autofàgia en el citoplasma cel·lular. Pensem que la finalitat de l'autofàgia és un cop més la de salvar la cèl·lula, però si l'agressió no s'atura la cèl·lula s'acaba morint per acció de la mateixa autofàgia, o bé mitjançant un procés apoptòtic en alguns casos o simple necrosi en d'altres. BNIP3 és una proteïna la expressió de la qual també incrementa després del tractament amb DA. BNIP3 ja s'ha descrit anteriorment com factor que s'indueix quan hi ha autofàgia. Un dels factors que la regulen és HIF-1-alfa, factor que s'indueix ràpidament en situacions d'hipòxia o d'estrès oxidatiu i com hem vist després del tractament amb DA. Per tant, la cèl·lula es comporta de forma semi-anaeròbica, de manera que la relació lactat/piruvat augmenta, i com a conseqüència d'aquest fet, els nivells d'AMP han d'estar augmentats, podent-se activar l'AMPK. Aquest procediment per si sol pot explicar l'aturada de la ruta de mTOR observada per part de la DA, sense descartar algun efecte més directe sobre TSC1/TSC2 o Rheb. / "Mechanisms of cell damage triggered by dopamine in SH-SY5Y cells."TEXT:Dopamine (DA) could play a central role in neuronal dopaminergic degeneration in Parkinson's disease and other neurodegenerative disorders. The mechanisms leading to neuronal damage and death are not yet fully understood.We have used human neuroblastoma SH-SY5Y cells that are sensitive to dopamine, with the aim to further understand the molecular mechanisms through which dopamine may damage the cell. DA enters the cell in a dose-dependent and saturating way. DA triggers a redox cycle that causes a slight increase in peroxidation (DCFH) and a decrease in the reductive power of the cell that could be assessed by MTT, NADH concentration and GSH/GSSG relationships. Such an effect is reflected in a decrease in cell viability, a decrease in oxygen consumption and an increase in cytosolic calcium concentration. The transcription factors C/EBPß and GADD153/CHOP increase their expression. Parameters of endoplasmic reticulum stress (grp78) are activated and a consistent autophagy is observed using electronic microscopy.Autophagy is a process characterized by the presence of double or multiple-membrane cytoplasmic vesicles sequestering cytoplasm and organelles such as mitochondria and endoplasmic reticulum.The genes related with autophagy and their products are currently known as ATG. The microtubule-associated protein light chain 3 (LC3) (the mammalian orthologue of yeast ATG8) is a useful procedure for autophagy detection. We show that dopamine increases LC3 expression and its proteolysis product LC3-II which is localized in autophagosamal membranes.The PI3K-AKT-mTOR pathway is involved in autophagy induced by starvation. The activation of S6K (a downstream substrate of mTOR) decreases after incubation with dopamine. This is indicative of a mTOR inhibition by dopamine. 3-Methyladenine blockes autophagy but not the LC3 increase. Beclin 1 (ATG6) is also involved in this process.Moreover, a multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA) showed an increase in BNIP3, NOXA and PUMA expression after DA treatment. BNIP3 and p53 expression were confirmed by WB. BNIP3 is a member of the BH3-only family, which are factors involved in apoptosis and autophagy. Since BNIP3 is induced under hypoxic conditions we studied and found an increase of hypoxia inducible factor (HIF 1alpha) expression, suggesting a hypoxic-like condition caused by dopamine.

La presente tesis doctoral aporta el primer estudio que analizó las respuestas fisiológicas durante la prueba de marcha de seis minutos en pacientes con EPOC. Los resultados indican que se trata de un protocolo de ejercicio submáximo de elevada intensidad que presenta, de forma consistente, una meseta en el consumo de oxígeno, ventilación y frecuencia cardíaca durante los últimos 3 minutos de la prueba. Este comportamiento generó la hipótesis de que la intensidad de ejercicio durante la 6MWT podría corresponder a la carga crítica del individuo. Entendemos como carga crítica, la máxima intensidad de ejercicio submáximo sostenible. Esta está próxima al consumo máximo de oxígeno aunque resulta difícil de estimar en la práctica y a menudo presenta una amplia variabilidad interindividual. En realidad, la carga crítica se corresponde con la situación en que el sistema de transporte/utilización de oxígeno se ajusta a la demanda bioenergética del organismo y, por tanto, presenta una cierta sostenibilidad en el tiempo. El segundo estudio de la tesis se diseño para evaluar dicha hipótesis y los resultados obtenidos parecen confirmarla. En consecuencia, aporta elementos de carácter fisiológico que dan soporte a los datos clínico-epidemiológicos indicativos de un alto valor pronóstico de la 6MWT. Estos resultados son altamente estimulantes en lo que respecta a la utilización de la 6MWT como prueba estándar de evaluación de la tolerancia al ejercicio de una forma extensiva en la clínica. En este sentido, se debería entender como una prueba complementaria a la evaluación de la tolerancia al ejercicio efectuada en los 68 Laboratorios de Función Pulmonar. La relativa buena reproducibilidad y practicabilidad de la 6MWT abonan este planteamiento. Un problema práctico en los programas de rehabilitación pulmonar es la evaluación de los casos llamados no respondedores. El tercer estudio de la tesis aborda este problema desde una perspectiva fisiológica utilizando pruebas cuya aplicabilidad en la clínica resultado dudosa. Sin embargo, nos aportan datos contundentes confirmando que aún y existir pacientes no respondedores a nivel de pulmonar, todos los enfermos estudiados presentaron una buena respuesta muscular al programa de entrenamiento físico. Esto plantea el reto de identificar pruebas utilizables en el ámbito clínico para evaluar de forma no invasiva y fácil los cambios en la respiración muscular generados por el entrenamiento. Este estudio, se acompaña de un cuarto manuscrito en el que se analizan las relaciones entre la masa y la resistencia musculares. En dicho trabajo también se analiza la contribución relativa de los componentes centrales (pulmonares) y periféricos en la tolerancia al ejercicio. En el último estudio presentado en esta tesis se evalúa el papel de dos cuestionarios para el análisis de la actividad física. En él, se confirma que los pacientes con EPOC presentaban un importante grado de sedentarismo. Durante estos últimos años, la importancia del factor actividad física diaria en el curso de la enfermedad y la utilización de recursos sanitarios ha sido bien demostrada en la literatura. Nuestro estudio valida los cuestionarios utilizados pero al mismo tiempo pone en evidencia algunas de las limitaciones de este tipo de herramientas para cuantificar la actividad física. Esto plantea su papel complementario con tecnologías actuales que nos permiten una medición directa de la actividad física.

Aquest estudi ha avaluat la relació entre l’exposició oral a l’alumini (Al) administrat a diferents dosis i durant diferents períodes de temps, i la malaltia d’Alzheimer a nivell conductual, cognitiu, neural i bioquímic en dos poblacions de ratolins amb diferent vulnerabilitat genètica per desenvolupar la malaltia d’Alzheimer. Els resultats d’aquest treball permeten concloure que l’exposició a l’Al genera efectes en totes les àrees estudiades. A nivell conductual, l’exposició al metall augmenta l’ansietat i l’activitat en els grups tractats amb alumini. A nivell cognitiu genera dèficits, sobretot en la població de ratolins susceptible genèticament per desenvolupar signes de la malaltia d’Alzheimer. Finalment, efectes del metall són observats a nivell neural ja que afecta la proliferació cel•lular i a nivell bioquímic donat que les exposicions perllongades a l’Al augmenten els nivells del pèptid β-amiloide 1-42. Aquest fet és important, ja que l’agregació d’aquest pèptid és un eix central de la malaltia d’Alzheimer. / In this study we evaluated the relationship between oral exposure to aluminum (Al) administered at different doses and for different periods of time and Alzheimer's disease at behavioral, cognitive, biochemical and neural domains in two populations of mice with different genetic vulnerability to develop Alzheimer's disease. The findings of this study indicated that the exposure to Al induced effects in all the domains studied. First at behavioral level, since exposure to aluminum increased anxiety and activity in the groups exposed. Second, at the cognitive level as exposure to Al generated learning deficits, particularly in genetically susceptible mice population. Finally, some effects of the metal exposure were observed in the neurogenic response at the level of cellular proliferation and at the biochemical level, where exposure to Al during long periods of time increased the levels of β-amyloid 1-42 peptide. This is important because the aggregation of this peptide is postulated as a central event in the pathogenesis of Alzheimer's disease.

EN CASTELLANO:La confabulación es un síntoma clínico que aparece espontáneamente o elicitada por preguntas. Ha sido poco estudiada en la demencia de Alzheimer y además con resultados discordantes. En este trabajo se explora la confabulación espontánea y provocada y se examinan sus relaciones con los procesos mnésicos, semánticoconceptuales, ejecutivos y el funcionamiento cognitivo general con objeto de aportar más información empírica, aclarar si está presente o no, si hay uno o varios tipos deconfabulación, la intensidad y el contenido de la misma, cuáles son las preguntas más propicias para hacerlas emerger y la relación que presenta con procesos cognitivos que permita proponer mecanismos explicativos de la misma. Para ello, se amplió el tamaño de muestra de los estudios previos y se realizaron análisis por subgrupos de pacientes.Participaron 33 personas diagnosticadas de demencia de Alzheimer en fase leve y 37 sindemencia, entre 65 y 85 años de edad. Se utilizó una entrevista de confabulación espontánea; una adaptación en español de la entrevista de confabulación provocada de Dalla Barba; una adaptación en español de la prueba de recuerdo libre/facilitado de Grober y Buschke; dos pruebas semántico-conceptuales: una de verificación de enunciados semánticos y otra de clasificación de categorías; la versión en español de la escala de demencia de Mattis con especial mención a dos subescalas de funcionamiento ejecutivo: la iniciación-perseveración y la conceptualización; y una adaptación en español de la escala de anosognosia de Bisiach y cols. Los dos grupos no se diferenciaron en cuanto al sexo y escolaridad, y las diferencias estadísticas en cuanto a la edad no fueron clínicamente relevantes. En promedio, los participantes con demencia de Alzheimer se situaron por debajo de los puntos de corte de los participantes sanos en la mayoría de las medidas obtenidas. Sólo un tercio no presentó confabulaciones espontáneas. A mayor puntuación de confabulación espontánea mayor número de falsos positivos y menor capacidad ejecutiva de conceptualización. Los pacientes hicieron alrededor de un 14% de confabulaciones provocadas, 4 veces más que los participantes sin demencia. Todos presentaron un síndrome amnésico clásico franco con una alteración tanto de los procesos mnésicos de codificación como de recuperación. El 64% se consideraron confabuladores provocados leves. Las confabulaciones provocadas predominaron en las preguntas específicas de la memoria episódica, sobre todo en los confabuladores provocados.Sólo 2 presentaron confabulaciones provocadas de contenido implausible.Paradójicamente, los confabuladores provocados obtuvieron un mejor rendimiento en la prueba de verificación de enunciados semánticos y en la escala de demencia de Mattis.También tenían una tendencia a presentar mejores resultados en la prueba de iniciación-perseveración que los no confabuladores. Aunque los confabuladores provocados no hicieron más intrusiones en la prueba de memoria que los no confabuladores, apareció una relación entre la confabulación provocada y las intrusiones pero sólo del recuerdo facilitado diferido. No en todos los que produjeron confabulaciones provocadas se observó confabulación espontánea. Los resultados de la investigación permiten concluir que los dos tipos de confabulación son diferentes por presentar procesos neurocognitivos diferenciados. En la demencia de Alzheimer en fase leve, tanto en la génesis de la confabulación provocada como en la génesis de la confabulación espontánea, no puede confirmarse un rol específico y único de los procesos de recuperación mnésicos y no puede excluirse el rol que juega la alteración de los procesos mnésicos de codificación y de consolidación. Estos resultados avalarían las hipótesis de una alteración ejecutiva y del proceso mnésico de verificación en la confabulación espontánea. No permiten apoyar las hipótesis de una alteración ejecutiva o global en la confabulación provocada. Por otro lado, no podemos seguir considerando como sinónimos a la confabulación provocada y a las intrusiones mnésicas. / Confabulation is a clinical symptom occurring spontaneous or elicited by questions.Confabulation has been the subject of limited investigation in Alzheimer's dementia. The aim of this study was to explore the frequency and intensity of spontaneous and provoked confabulations and to examine its relationship with memory, executive functions and global cognition. 33 elderly subjects with mild Alzheimer's dementia and 37 elderly without dementia between 65 to 85 years of age entered the study. We used an interview of spontaneous confabulations, the Spanish version of Dalla Barba provoked confabulation's interview, the Spanish version of Grober and Buschke memory test, two test of semantic memory, the Spanish version of the Mattis dementia rating scale with particular emphasis on the two subscales of executive function and the Bisiach et al.'s anosognosia scale. Thirty tree percent of the Alzheimer's dementia patients did not submit spontaneous confabulation. A higher score of spontaneous confabulation largest number of false alarms in memory and less ability of conceptualization. Patients with Alzheimer's dementia made about 14% provoked confabulations. Sixty-four percent of the Alzheimer's dementia patients were considered mild confabulators. All patients with Alzheimer's disease presented a classic amnesic syndrome. Paradoxically, the confabulators group obtained better performance in the conceptual semantic memory task and in the Mattis dementia rating scale total score. Confabulators and non confabulators did not statistically differ regarding intrusions in the various aspects of cued recall. However, when the two were considered continuous variables, provoked confabulations were significantly related to intrusions in delayed cued recall. They also had a trend towards better executive abilities on the initiation/perseveration subscale than non confabulators. In conclusion, in mild Alzheimer's dementia, provoked confabulations are frequent but mild in intensity.These results support the hypothesis of executive dysfunction in spontaneous confabulation but do not support the hypothesis of executive dysfunction or global cognitive impairment in provoked confabulations. The absence of a stable statistical relationship between provoked confabulations and intrusions using different methods evidence that provoked confabulations and intrusion only share some common neurocognitive mechanisms.

Desde el descubrimiento del antígeno Australia (Ag Au; Ag SH; Ag HB; Ag HBS) por BLUMBERG y cols., dicho antígeno ha sido exhaustivamente estudiado en patología. Su relación con la hepatitis vírica tipo B está fuera de toda duda, pero además el antígeno Australia (Ag Au) puede hallarse en otras enfermedades, algunas de las cuales, como el síndrome de Down, lepra lepromatosa, insuficiencia renal crónica tratada con diálisis y leucemias, parecen dotadas de una especial afinidad para adquirir dicho antígeno. La presencia del Ag Au en tales procesos estaría en relación con anomalías de la inmunidad celular, transfusiones o con hospitalizaciones prolongadas. La enfermedad de Hodgkin, por su parte, ha experimentado en los últimos años profundos avances, pasándose de lo que podría calificarse como de «era pesimista de la enfermedad de Hodgkin» a otra, mucho más optimista, en la que se vislumbra la posibilidad de su curación, aunque ello se acompañe de un coste tóxico y complicaciones nada desdeñables. SUTNICK y cols. fueron los primeros en mencionar la asociación del Ag Au con la enfermedad de Hodgkin (E.H.), y sugirieron una correlación entre la antigenemía y el antecedente de transfusiones sanguíneas. GRANGE y cols., del Hospital Saint Louis, en un grupo seleccionado de pacientes con E.H. sugirieron la relación entre la positividad del Ag Au y el efecto inmunosupresor de algunos tratamientos. En este trabajo presentamos la experiencia actual del Grupo de Estudios sobre la Enfermedad de Hodgkin del Hospital Saint Louis, sobre el significado del Ag Au en la E.H. analizada y puesta al día durante la estancia del autor en aquel centro. Nuestros objetivos han sido: 1. Averiguar la frecuencia real del Ag Au en la E.H. tratada y sin tratar. 2. Comprobar si la positividad del Ag Au en la E.H. es fugaz o persistente.3. Relacionar la positividad del Ag Au con las características clínicas, histológicas, evolutivas e inmunológícas de la E.H. 4. Comprobar la traducción clínica, biológica e histológica del Ag Au en la E.H., sobre todo en el sentido de determinar sí a las complicaciones ya conocidas de la E.H. habrá que añadir la infección crónica por el virus de la hepatitis B y, eventualmente, una hepatitis crónica persistente o alguna otra forma de daño hepático.

La enfermedad de Alzheimer (EA) es una patología neurodegenerativa, progresiva y compleja que fue descrita por primera vez hace más de 100 años. Está considerada dentro del grupo de las demencias, siendo de estas la más frecuente (López-Pousa et al., 1999). Clínicamente la enfermedad se presenta con la pérdida progresiva de la memoria de corto alcance y a medida que avanza se produce la pérdida de la memoria de larga duración y el pensamiento abstracto. En la etapa más tardía de la enfermedad los pacientes se vuelven confusos y pierden la orientación del lugar y del tiempo. Estas manifestaciones clínicas son el resultado de una serie de cambios moleculares que se producen en el cerebro del paciente, relacionados con varias alteraciones histopatológicas que incluyen dos lesiones principales, las placas seniles extraneuronales y los ovillos neurofibrilares (ONF) (Selkoe, 2001). Se produce una degeneración de las neuronas involucradas en los procesos de la memoria, que incluye la muerte selectiva de algunas células nerviosas, la pérdida de sinapsis y la disminución en los niveles de determinados neurotransmisores (DeKosky and Scheff, 1990; Scheff et al., 1991; Masliah et al., 2001).En el estudio patológico de los cerebros de los pacientes de la EA podemos observar un tamaño medio más pequeño que el de las personas sanas, atrofia cortical simétrica con afectación de todos los lóbulos, atrofia del lóbulo temporal medio y afectación de las áreas de asociación con respecto a las áreas motoras y sensoriales (Hof et al., 1990). Las estructuras subcorticales se hallan normalmente conservadas, excepto la amígdala que se encuentra gravemente afectada.Desde el descubrimiento de la EA y hasta nuestros días muchos han sido las investigaciones realizadas con el objetivo de comprender el proceso de esta enfermedad; así como en la búsqueda de un tratamiento efectivo para cortar el curso de la misma. Si bien es cierto que mucho se ha avanzado en la comprensión bioquímica, molecular y clínica de la EA, mejorando en un alto grado la calidad de vida de los pacientes, no se ha podido encontrar un tratamiento que sea lo suficientemente efectivo para parar el avance progresivo de esta patología.En los últimos años ha tomado fuerza el tratamiento de la enfermedad mediante técnicas de intervención conductual que pueden afectar beneficiosamente la salud cerebral y general del organismo, como el ejercicio físico (EF) y el enriquecimiento ambiental. Para empezar, diversos estudios en modelos animales revelan las ventajas del EF sobre la salud y la función cerebral, muestran los efectos beneficiosos del inicio temprano de acceso a corto o largo plazo a una rueda de actividad, reduciendo el desarrollo de déficit cognoscitivos. Además, el EF también puede actuar sobre las afectaciones conductuales que afectan al enfermo de Alzheimer, como la ansiedad, la emotividad y los aspectos motoresPor lo que respecta al enriquecimiento ambiental, se trata en incrementar la estimulación y proporcionar oportunidades más ricas y variadas de interacción con el entorno social y físico del paciente. En este estudio hemos utilizado el tratamiento de EF y el tratamiento con melatonina, un potente antioxidante, teniendo a la vista una serie de objetivos marcados de antemano, y que podríamos clasificar en un Objetivo General y seis Objetivos Específicos, detallados a continuación:A) OBJETIVO GENERAL:Determinar el valor preventivo y/o terapéutico del ejercicio físico voluntario en la enfermedad de Alzheimer, mediante su aplicación en el modelo de ratón tripletransgénico 3xTg-AD.B) OBJETIVOS ESPECÍFICOS:1- Caracterizar las afectaciones conductuales y cognitivas que se producen en el ratón 3xTg-AD desde etapas tempranas del desarrollo del animal y con el avance de la enfermedad.2- Determinar el efecto del ejercicio físico sobre las afectaciones conductuales y cognitivas que se producen en el ratón 3xTg-AD desde etapas tempranas del desarrollo del animal y con el avance de la enfermedad.3- Determinar el estado de estrés oxidativo cerebral del ratón 3xTg-AD y el efecto del ejercicio físico voluntario sobre éste.4- Determinar el valor terapéutico de la melatonina así como su combinación con el ejercicio físico en etapas avanzadas de la enfermedad en el ratón macho 3xTg-AD.5- Determinar variaciones de proteínas neuronales relacionadas con los mecanismos cognitivos en la enfermedad de Alzheimer y con el ejercicio físico en el ratón 3xTg-AD.6- Determinar el efecto del ejercicio físico sobre las afectaciones conductuales y cognitivas que se producen por el déficit de las hormonas femeninas en el ratón hembra 3xTg-AD.

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.

Per a modelar alguns aspectes bioquímics i anatomopatològics de la malaltia de Parkinson en la rata, en aquesta tesi hem començant utilitzant la neurotoxina MPP+, de relativament recent aparició i la més veterana 6-OHDA i hem acabat emprant el propi neurotransmissor de les neurones que degeneren, la dopamina, intentant esbrinar els seus mecanismes de lesió. L’estudi s’ha iniciat en el animal in vivo, ha continuat en talls gruixuts de teixit ex vivo i ha acabat en mitocondris in vitro. Hem volgut reproduir resultats d’altres grups però amb abordat¬ges experimentals més senzills i econòmics, al nostre abast. Hem volgut aplicar el nostre model animal per a estudis comparatius amb la malaltia humana Per a la introducció he partit d’uns 50 articles de revisió actualitzats, amb la voluntat d’adquirir una visió panoràmica de la malaltia de Parkinson: les hipòtesis etiopatogèniques, les manifestacions clíniques, els trets anatomopatològics i bioquímics, així com dels models animals que s’utilitzen per a reproduir-la. En aquests articles he trobat les referències biblogràfiques per aprofundir en els aspectes més directament relacionats amb els experiments realitzats. Per als resultats, que s’han de contemplar dins el marc de la participació en projectes dels nostre grup i d’altres que utilitzaven aquests models animals d’experimentació, hem triat aquells en els que he participat directament, treballs que en alguns casos han estat els preliminars per altres treballs de doctorat del grup. Pràcticament tots els resultats que presentem han estat publicats, com article, en revistes internacionals, aquí queden recollits en l’apartat d’annexes, raó per la qual en la introducció general no consten alguns conceptes introductoris que apareixen en cadascun d’ells.

In this dissertation we studied the pharmacological and functional consequences of adenosine A2A receptor interaction with other proteins, as other neurotransmitter receptores localized in the human brain and an important enzyme regulating the extracellular concentration of adenosine, the ecto-ADA (adenosine desaminase). The first aim of this thesis was to study the molecular and functional interaction of A(2A)Rwith ADA. We found out that A(2A)Racted as a membrane anchoring protein of ADA, more exactly, that ADA bound to A2A receptor homomers and induced a strong modification of their quaternary structure in the way it behaved as a positive allosteric ligand. In addition at the functional level, ADA markedly enhanced A2A receptor signalling, increasing the A2A receptor agonist-induced ERK 1/2 phosphorylation. This powerful regulation of A2A function exerted by ADA might have important implications in the physiology and pharmacology of neuronal A2A receptors that are implicated in the striatal motor regulation. The second aim of this thesis was to search for a compound possibly useful in the treatment Huntington´s disease (among other neurological diseases), concretely a more selective antagonist of A2A receptor for presynaptic A1-A2A receptor heteromers versus postsynaptic A2A-D2 receptor heteromers. Applying in vitro and in vivo approaches, we discovered that the A2A receptor antagonists SCH-442416 showed a presynaptically preferential profile and, on the other hand, the KW-6002 behaved as a postsynaptically preferential A(2A)Rantagonist. Other analysed compounds ZM-241385, MSX-2, SCH-420814, and SCH-58261 showed no clear presynaptic or postsynaptic preference, i.e. presented a mixed profiles. The presynaptic preference of SCH-442416 was due to a strong negative cooperativity induced by the physical presence of dopamine D2 receptor in the A2A-D2 receptor heteromer that was detected by the compound SCH-442416. This cooperativity also indicates that A2A-A2A receptor homodimers are present in the A2A-D2 receptor heteromers. In summary, on the basis of their preferential pre- versus postsynaptic actions, SCH-442416 can be used as a lead compound in the development of antidyskinetic drugs in Huntington’s disease, meanwhile KW-6002 confirms to be possibly beneficial in Parkinson’s disease. The third aim of this thesis consisted in investigation of pharmacological and functional properties of A2A receptors in the A2A-CB1 receptor heteromers and determination whether selective A2A receptor antagonists show different selectivity for A2A receptors or A2A-CB1 receptor heteromers. We observed that adenosine A2A receptor changed its G-protein coupling from stimulatory Gs to inhibitory Gi protein when it formed heteromer with CB1 receptor and a synergistic cross-talk in G-protein activation was observed when both receptors were co-activated. At the same time, we saw that CB1 receptor mainly controled the ERK 1/2 signalling under the A2A-CB1 receptor heteromer. The A2A-CB1 receptor heteromers did not show allosteric effects at the ligand binding level. The two specific A2A receptor antagonist, KW-6002 and VER-7835 lost affinity for A2A receptors when expressed in A2A-CB1 receptor heteromers. This all means that A2A-CB1 receptor heteromers constitute a singular unit for adenosine and cannabinoids signalling, introducing diversity in A2A receptor signalling that can be therapeutically relevant in neurological diseases involving striatal neurons. In summary, the results presented in this Thesis show the importance of GPCR heteromers in the brain striatum and their physiological importance for the treatment of neurological diseases. / En esta Tesis hemos estudiado las consecuencias farmacológicas y funcionales de la interacción del receptor A2A de adenosina con otras proteínas, concretamente con otros receptores de neurotransmisores localizados en el cerebro humano y la enzima ecto-adenosina desaminasa. Hemos demostrado que el A2AR actúa como una proteína de anclaje de ADA que se une a los homodímeros de este receptor y a su vez induce una fuerte modificación en su estructura cuarternaria. Esta propiedad hace de ADA un ligando alostérico de los A2AR que modula positivamente la unión de agonistas y antagonistas al sitio ortostérico de este receptor. En segundo lugar, buscamos un antagonista de A2AR potencialmente útil para el tratamiento de la enfermedad de Huntigton, concretamente un antagonista preferencialmente más selectivo para el heterodímero "presináptico" A1R-A2AR versus el heterodímero "postsináptico" A2AR-D2R. Encontramos un compuesto, SCH-442416, que mostró este perfil presináptico, cual fue debido a una fuerte cooperatividad negativa inducida por presencia física del receptor de dopamina D2 en el heterómero A2AR-D2R. Al revés, otro compuesto, KW-6002, mostró un perfil preferencial postsináptico. Por ello, SCH-442416 puede ser utilizado como un compuesto de partida para el desarrollo de fármacos antidiscinéticos para la enfermedad de Huntington, y por su parte KW-6002 comprobó ser posiblemente beneficioso en la enfermedad de Parkinson. En tercer lugar demostramos que el receptor CB1 influye al A2AR cual cambia su acoplamiento de una proteína Gs estimuladora a una Gi inhibidora en el heterodímero A2AR-CB1R y también controla la señalización de ERK 1/2 y que el KW-6002 pierde afinidad por los receptores A2A en este heterómero. En resumen esta Tesis muestra la importancia de heterómeros de receptores acoplados a proteína G en el cerebro y su relevancia fisiológica a la hora de búsqueda de tratamiento para las enfermedades neurológicas.

L'amino oxidasa sensible a semicarbazida (SSAO) és un enzim localitzat en el teixit adipós, en el múscul llis i endoteli del sistema vascular, i en el plasma sanguini en forma soluble. Com a enzim metabolitza amines primàries, però desenvolupa també una funció insulinomimètica en teixit adipós i múscul llis, i una funció d'adhesió limfocitària a l'endoteli en situacions inflamatòries, on és coneguda com a Proteïna d'Adhesió Vascular 1 (VAP-1). El metabolisme dels seus substrats genera peròxid d'hidrogen, amoni i diferents aldehids en funció de l'amina metabolitzada. Aquests productes han estat associats a l'aparició de dany vascular en malalties en les que s'han detectat nivells incrementats d'activitat o expressió de la SSAO, com la diabetis, les aturades cardíaques o la malaltia d'Alzheimer (AD), però els mecanismes responsables d'aquest increment es desconeixen encara. En pacients d'AD, a més, s'han detectat increments d'expressió tissular i d'activitat plasmàtica d'aquest enzim. Per tal de poder estudiar aquesta proteïna in vitro, s'han generat i caracteritzat bioquímicament dues línies cel·lulars vasculars d'endoteli i múscul llis, transfectades de forma estable amb el gen de la SSAO/VAP-1 humana, ja que l'expressió d'aquesta proteïna es perd en cèl·lules en cultiu. Amb aquestes línies cel·lulars s'han estudiat els efectes dels productes generats pel metabolisme de la metilamina, un dels principals substrats fisiològics de la SSAO, en el context de l'Angiopatia Cerebral Amiloide associada a l'AD (CAA-AD). Els resultats han mostrat que els productes generats per l'activitat de la SSAO transfectada indueixen la mort apoptòtica de les cèl·lules de múscul llis. Aquesta mort és dependent de l'activitat transcripcional de p53, la qual provoca una desregulació del balanç Bax/Bcl-2 mitocondrial, una inducció de l'expressió de Puma-αi una activació de les caspases 9 i 3. D'altra banda, s'ha utilitzat el tractament amb el pèptid beta amiloide de 40 amino àcids amb la mutació Dutch (Aβ1-40 D) com a model de CAA-AD, patologia que cursa amb dipòsits d'Aβ i degeneració vasculars. En aquest model, l'Aβ provoca un increment de la SSAO endotelial, que es tradueix en l'aparició de citotoxicitat associada al metabolisme de la metilamina. A més, s'ha confirmat que l'activitat SSAO incrementa el dipòsit d'Aβ, i es descriu un nou paper de la SSAO en aquesta patologia, consistent en promoure el dipòsit d'Aβ mitjançant mecanismes independents de la seva activitat catalítica. Finalment, s'han determinat els nivells d'activitat SSAO plasmàtica en una mostra més gran de pacients d'AD que la utilitzada en un estudi anterior, i s'ha fet extensió d'aquest anàlisi a pacients afectats per altres demències amb afectació vascular com la demència vascular o la demència mixta. Els resultats han permès confirmar que l'augment plasmàtic d'SSAO nomes es produeix en condicions de demència severa en AD, de forma independent de l'edat i sexe dels individus. D'altra banda, no s'han observat canvis significatius en l'activitat SSAO de pacients afectats per altres demències; tot i així, aquests resultats no descarten una possible implicació de la SSAO en aquestes patologies, essent necessari l'anàlisi d'un grup de pacients amb demència severa en aquestes condicions així com l'anàlisi del teixit cerebrovascular d'aquests. Existeix, doncs, una implicació directa de l'activitat SSAO tant en la degeneració vascular associada a l'AD com en la deposició de l'Aβ. Aquests efectes poden ser rellevants durant tot el procés patològic, inicialment promovent la deposició d'Aβ, i en etapes més avançades en les que s'ha detectat un increment de la seva activitat en el plasma, contribuint també al dany vascular. Seran necessaris, però, estudis posteriors amb mostres de pacients per poder determinar la seva possible implicació en el dany vascular en altres demències. / Semicarbazide sensitive amine oxidase (SSAO) is an enzyme localized in adipocytes, in the smooth muscle and endothelial cells of vascular system, and in blood plasma as a soluble form. Besides its enzymatic function of primary amines metabolism, SSAO activity has also insulinomimetic effects in adipose and in smooth muscle tissues, and it behaves as vascular adhesion protein 1 (VAP-1) in endothelial cells under inflammatory conditions. The SSAO substrates oxidation generates hydrogen peroxide, ammonia and different aldehydes depending on the metabolized amine. These products have been related to the vascular damage observed in diseases where increased levels of SSAO plasma activity and/or tissue expression have been detected, as diabetes, congestive heart failure or Alzheimer's disease (AD). The mechanisms that induce this increase, however, are not fully understood. Moreover, increased SSAO tissue expression levels and plasma activity have been detected in AD patients. In order to perform in vitro studies with this protein, and due to the loss of SSAO expression in cell cultures, an endothelial and a smooth muscle cell line were transfected in a stable form with the human SSAO/VAP-1 gene. These cell lines were biochemically characterized and used to analyze the effect of methylamine oxidation products, as methylamine is one of the main physiological SSAO substrates, in the context of Cerebral Amyloid Angiopathy related to AD (CAA-AD). Results showed that the products generated by the transfected SSAO activity were able to induce the apoptotic cell death of the smooth muscle cells. This apoptotic cell death was p53 transcriptional activity-dependent, and it involved the mitochondrial apoptotic pathway through the Bax/Bcl-2 ratio deregulation, the Puma-α expression induction and the caspases 9 and 3 activation. On the other hand, treatment with the 40 amino acids length amyloid beta peptide containing the Dutch mutation (Aβ1-40 D) was used as CAA-AD model, which is characterized by vascular Aβ deposits and vascular degeneration as well. Results showed that Aβ treatment induced an increase of SSAO/VAP-1 protein amount in endothelial cells, which induced the appearance of methylamine oxidation-dependent cytotoxicity. Moreover, besides the confirmation that SSAO activity enhances the Aβdeposition, which was recently described, results revealed a new involvement of SSAO in the Aβ deposition process through enzymatic activity-independent mechanisms. Finally, the SSAO plasmatic activity was determined in a larger population of AD patients than the used in a previous study, and the analysis has been extended to patients afflicted by other dementias showing vascular damage such as vascular dementia or mixed dementia. The obtained results confirmed the increase of plasma SSAO activity only at severest dementia conditions, and that it was age and sex¬independent. However, SSAO activity levels did not show significant differences in increasing conditions of vascular dementia or mixed dementia. Even though, these results do not allow ruling out a possible involvement of SSAO in these pathologies, since severe groups of demented patients were not available. In the same way, the analysis of the cerebrovascular tissue of these patients would help giving us a final conclusion. In summary, the obtained results show a direct involvement of SSAO activity in the CAA-AD-related vascular degeneration as well as in Aβ deposition by activity¬dependent and independent mechanisms. Moreover, Aβdeposition increases the SSAO availability, thus reinforcing its toxic effect. These effects can become important during all the disease progression, enhancing the Aβ deposition at early stages, but also contributing to the vascular damage at advanced ones when SSAO activity is increased. Even so, it would be necessary to perform more studies on plasma human samples in order to determine its possible involvement in the vascular damage observed in other dementia conditions.