Tesi realitzada a la Fundació per a la Investigació i la Docència Maria Angustias Giménez (FIDMAG) - Germanes Hospitalàries / Chronic schizophrenia has been widely studied, consistent findings have shown the anatomical pattern associated with this disease, but the clinical picture is often undifferentiated at first presentation. Finding morphometric alterations associated with a disease is a widespread goal in neuroimaging. It has been performed in hundreds of studies from applying Voxel-Based Morphometry (VBM). However, VBM is a mass-univariate approach, assumes that voxels are independent and this may not be the most biologically plausible assumption to make. Many neuroimaging advances are focused in multivariate framework, like pattern recognition approaches. Such applications reveal complex associations and prediction models that provide greater accuracy for characterizing differences, also in schizophrenia. Such techniques require some form of characterization of inter-subject neuroanatomical variability, where the registration plays a significant role. If data are imprecisely modeled or the characterization used does not incorporate key information, this may result in poor predictions. The use of suboptimal features limits the accuracy with which predictions may be made. This scenario makes necessary exploring features from images and use the most informative to optimise pattern recognition in clinical research. Regarding modeling, accuracy is being established during VBM-type preprocessing. If segmentation does not work accurately, the next normalisation step cannot be accurate either. Hence the interest in the accuracy of automated computational tools is also increasing. To adress these issues, the current thesis was divided into three studies. First study was focused on the comparison between segmentation algorithms by SPM (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/): “Unified segmentation” (US) and “New Segmentation” (NS), and FSL (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/): “FMRIB’s Automated Segmentation tool” (FAST). The IBSR dataset (http://vivo.cornell.edu/display/individual5017) that includes segmented classes by experts was used to establish a ground truth. A detailed comparison between algorithms was conducted using different methods. In study 2 a Gaussian Process machine learning approach was used for predicting age, gender and body mass index (BMI) using the IXI dataset (http://biomedic.doc.ic.ac.uk/brain-development/index.php?n=Main.Datasets). MRI data were segmented using NS and registered with the “Shooting Geodesic toolbox”. Proper characterizations from VBM-type preprocessed data (linear kernels) and its dependence on the smoothing (FWHM from 0 to 20mm) were evaluated. Study 3 consisted in an application to Schizophrenia (Sample involved 111 patients and 111 controls provided by FIDMAG: http://www.fidmag.com/fidmag/index.php) with the optimal features from study 2. Our hypothesis was that image features that worked well in study 2 would also work well for predicting schizophrenia. Results from study 1 showed that US was the most sensitive algorithm, and FAST the most specific, NS was found the most balanced of the three, no significant differences w.r.t. the sensitivity of US and the specificity of FAST were detected. Moreover, NS obtained the highest Jaccard coefficient, becoming the most similar to the ground truth. FAST was found the last in this ranking. In study 2, results from predicting age, gender and BMI pointed that scalar momentum was the best feature. Interestingly, grey matter (GM) was not the best feature for predicting age, and whithe matter was the best feature for predicting BMI. In general, performances were highly dependent on the smoothing, although scalar momentum was not among the most dependent. Findings from study 3 showed that scalar momentum provided best feature than GM for predicting schizophrenia, this results confirmed the hypothesis a priori. Main conclusion is that multivariate pattern recognition analyses using scalar momentum provide an excellent strategy for classifying schizophrenia. This approach might potentially be extended to other psychiatric and neurodegenerative diseases both in research and as an aid to differential diagnosis in routine clinical practice. / Aunque el patrón anatómico asociado a la esquizofrenia es conocido, el cuadro clínico es a menudo difícil de diferenciar en su debut. Un extendido objetivo en neurociencias es encontrar alteraciones morfológicas asociadas a una enfermedad. Muchos estudios han aplicado la Morfología Basada en Voxel (VBM), pero es univariante y no cumple la asunción biológicamente más plausible. Esto conduce a la neuroimagen hacia entornos multivariantes como el reconocimiento de patrones. Estas técnicas requieren de una caracterización de los datos que cuantifique la variabilidad neuroanatomica. Si los datos no están modelados con precisión y/o las caracterizaciones no incorporan información clave, la precisión de las predicciones será limitada. Es necesario explorar características a partir de imágenes y seleccionar las más informativas. También es esencial el preprocesado tipo-VBM requerido. Si la segmentación no es precisa, la normalización tampoco puede serlo. Para abordar estos aspectos, esta tesis se divide en tres estudios. El primero compara algoritmos de segmentación de SPM: “Unified segmentation” (US) y “New Segmentation” (NS), y de FSL: “FMRIB’s Automated Segmentation tool” (FAST). Se realizó una comparación entre algoritmos usando diferentes métodos con las imágenes IBSR (vivo.cornell.edu/display/individual5017), por incluir tejidos segmentados por expertos. En el estudio 2, una máquina de aprendizaje de Procesos Gaussianos fue aplicada para predecir edad, género e índice de masa corporal (IMC) usando los datos IXI (biomedic.doc.ic.ac.uk/brain-development/index.php?n=Main.Datasets). Las imágenes fueron preprocesadas con SPM12. Después, caracterizaciones de éstos datos fueron evaluadas, así como su relación con el suavizado (FWHM: 0-20mm). El estudio 3 consistió en aplicar la metodología del estudio 2 a la esquizofrenia (datos FIDMAG). Nuestra hipótesis fue que las características óptimas del estudio 2 también lo serían en éste. Los primeros resultados mostraron que NS fue la herramienta más equilibrada en cuanto a sensibilidad y especificidad. También NS obtuvo el coeficiente Jaccard más alto, dando segmentaciones más similares a las realizadas por expertos. FAST obtuvo el índice menor. En el estudio 2, los resultados de las predicciones señalaron los momentos escalares como la mejor característica. Curiosamente, la sustancia gris (GM) no fue la óptima para predecir la edad, y la sustancia blanca fue la mejor para predecir IMC. Se observó alta dependencia del suavizado. En el estudio 3 los momentos escalares aportaron mejor caracterización para predecir esquizofrenia que la GM, confirmado la hipótesis a priori. En conclusión los momentos escalares proveen de características que alcanzan mayor precisión en el reconocimiento de patrones para predecir la esquizofrenia. Éste enfoque podría extenderse a otras enfermedades tanto en investigación y como ayuda al diagnóstico diferencial en la clínica diaria.

La presència de les hormones tiroïdals durant el desenvolupament del sistema nerviós és fonamental i l'absència o l'excés pot afectar aquest procés afectant les capacitats conductuals i intel.lectuals de l'individu. En un estudi previ del nostre grup de recerca havíem comprovat que els animals que havíen sofert hipotiroidisme durant el període perinatal presentaven un perfil conductual ansiolític, exploraven més i eren hiperactius quan eren avaluats en vida adult. Pel contrari l'hipertiroidisme no semblava afectar significativament la conducta d'aquests animals quan són adults. L'hipotiroidisme i l'hipertiroidisme adult presentaven uns patrons conductuals diferents, en aquest cas els animals presentaven un perfil conductual ansiogènic i l'hipertiroidisme adult deteriorava l'aprenentatge d'evitació passiva. En aquest treball es preten avaluar la suma dels efectes organitzacionals i activacionals de les hormones tiroidals analitzat l'efecte del distiroidisme crònic. Així mateix també s'analitza l'efecte d'un distiroidisme adult prolongat que s'inicia en l'epoca puberal avaluant-se si els efectes són qualitatius o quantitatius (dosidependents). Es van dissenyar tres experiments. En un primer s'administrava una solució de 20mg de methizamole per 100ml d'aigua i 0.3 mg de tiroxina per 100 ml d'aigua, el grup control només rebia aigua. En el segon experiment s'administrava tres solucions de concentració creixent de methimazole: 10, 20 i 30 mg de methimazole per cada 100 ml d'aigua. I en el tercer experiment s'administraven tres solucions de concentració creixent de tiroxina: 0.3, 1 i 2 mg de tiroxina per cada 100 ml d'aigua. En els tres experiments es van analitzar l'efecte del tractament sobre una amplia bateria conductual i sobre la morfologia de les neurones piramidals del camp CA3 i CA1. A nivell conductual l'hipotiroidisme crònic va mostrar un patró ansiolític tant en la conducta individual com en la interacció social i va incrementar l'exploració. L'hipertiroidisme crònic va incrementar l'activitat i la realització d'autoneteja en la interacció social. Quan el tractament s'iniciava a la pubertat l'hipotiroidisme disminuia de forma dosi dependent les conductes socials i incrementava la conducta d'autoneteja i d'immobilitat. L'hipertiroidisme iniciat a la pubertat incrementava l'activitat de forma qualitativa, i les defecacions, l'autoneteja i la immobilitat de forma dosidependent. A nivell histològic l'hipotiroidisme crònic ocasiona una important atròfia dels arbres dendrítics, principalment de les neurones del camp CA1, i incrementa la densitat d'espines dendrítiques dels arbres apicals de les neurones CA3. L'hipertiroidisme crònic no va afectar de forma significativa a les variables analitzades. Tant l'hipotiroidisme com l'hipertiroidisme iniciat en la pubertat produia una moderada atrofia de l'arbre dendritic fonamentalment de les neurones piramidals del camp CA3 i incrementaven la densitat d'espines dendritiques d'aquestes neurones. / La presencia de las hormonas tiroidales durante el desarrollo del sistema nervioso es fundamental y la ausencia o el exceso pueden afectar este proceso induciendo en las capacidades conductuales e intelectuales del individuo. En un estudio previo de nuestro grupo de investigación habíamos comprobado que los animales que habían sufrido hipotiroidismo durante el periodo perinatal presentaban un perfil conductual ansiolítico, exploraban más y eran hiperactivos cuando eran evaluados en vida adulta. Por lo contrario el hipertiroidismo no parecía afectar significativamente la conducta de estos animales cuando son adultos. El hipotiroidismo y el hipertiroidismo adulto presentaban unos patrones conductuales diferentes, en este caso los animales presentaban un perfil conductual ansiogénico y el hipertiroidismo adulto deterioraba el aprendizaje de evitación pasiva. En este trabajo se pretende evaluar la suma de los efectos organizacionales y activacionales de las hormonas tiroidales analizando el efecto del distiroidismo crónico. Así mismo también se analiza el efecto de un distiroidismo adulto prolongado que se inicia en la época puberal evaluándose si los efectos son cualitativos o cuantitativos (dosis dependientes). Se diseñaron tres experimentos. En un primero se administraba una solución de 20mg de methizamole por 100ml de agua y 0.3 mg de tiroxina por 100 ml de agua, el grup control solo recibía agua. En el segundo experimente se administraba tres soluciones de concentración creciente de methimazole: 10, 20 y 30 mg de methimazole por cada 100 ml de agua. Y en el tercer experimente se administraban tres soluciones de concentración creciente de tiroxina: 0.3, 1 y 2 mg de tiroxina por cada 100 ml de agua. En los tres experimentos se analizaron el efecto del tratamiento sobre una amplia batería conductual y sobre la morfología de las neuronas piramidales del campo CA3 y CA1. A nivel conductual el hipotiroidismo crónico mostró un patrón ansiolítico tanto en la conducta individual como en la interacción social e incrementó la exploración. El hipertiroidismo crónico incrementó la actividad y la realización de autolimpieza en la interacción social. Cuando el tratamiento se inició en la pubertad el hipotiroidismo disminuía de forma dosis dependiente las conductas sociales e incrementaba la conducta de autolimpieza e inmovilidad. El hipertiroidismo iniciado en la pubertad incrementaba la actividad de forma cualitativa, y las defecaciones, la autolimpieza y la inmovilidad de forma dosis dependiente. A nivel histológico el hipotiroidismo crónico ocasiona una importante atrofia de las arborizaciones dendríticas, principalmente de las neuronas del campo CA1, e incrementa la densidad de espinas dendríticas de las arborizaciones apicales de las neuronas CA3. El hipertiroidismo crónico no afectó de forma significativa a les variables analizadas. Tanto el hipotiroidismo como el hipertiroidismo iniciado en la pubertad producían una moderada atrofia las ramas dendríticas fundamentalmente de las neuronas piramidales del campo CA3 e incrementaban la densidad de espinas dendríticas de estas neuronas.

L'ictus o infart cerebral es produeix com a resultat d'una alteració del flux sanguini cerebral que pot ser transitori, si es restableix espontàniament o mitjançant accions terapèutiques, o permanent. Aquesta malaltia suposa una de les primeres causes de mortalitat, juntament amb les malalties cardíaques i el càncer, en el món occidental. Actualment l'únic tractament disponible per a l'ictus isquèmic és l'administració de l'activador recombinant del plasminogen tissular (rt-PA) dintre de les 4,5h primeres hores des de l'inici dels símptomes. Tot i la seva eficàcia, evitant una mort/dependència de cada set pacients tractats menys del 5% del pacients amb ictus isquèmic es poden beneficiar d'aquesta teràpia. Per tant, són importants nous estudis dirigits a identificar noves dianes terapèutiques que ens permetin aplicar nous tractaments més efectius i segurs. La neuroreparació, és una estratègia terapèutica que permet recuperar tant la zona de penombra com formar nous circuits neuronals per restablir les funcions sensorials i motores perdudes. Processos com l'angiogènesi i la vasculogènesi tenen un paper clau en aquesta recuperació. És per aquest motiu, que l'objectiu d'aquesta tesi és estudiar el paper que juguen les cèl·lules endotelials progenitores (EPCs) i els nivells plasmàtics de diferents promotors i inhibidors angiogènics en el pronòstic clínic dels pacients que han patit un ictus isquèmic comparat amb controls sans. Es van fer extraccions sanguinies a pacients que havien patit un ictus isquèmic i havien rebut tractament trombolítico a diferents temps després de l'ictus i es van determinar els nivells en plasma mitjançant ELISA de PDGF-BB, HGF, FGF, VEGF, HB-EFG, PDGF-AA, KGF, TPO , VEGF-R1, VEGF-R2, TSP-1, TSP-2, endostatina, angiostatina, SDF- 1a i GM-CSF. Aquests valors es van correlacionar amb diferents parametres clínics (milloria, risc de TH) i escales neurològiques (NIHSS, rankin). Les EPCs es van aïllar a partir de la fracció mononuclear de pacients (en fase subaguda i fase aguda) i controls i la seva quantificació es va realitzar mitjançant el cultiu cel·lular i la citometria de flux. Es van fenotipar els diferents tipus de EPCs i es va determinar la seva funcionalitat mitjançant assajos de tubulogènesi en Matrigel . També es va analitzar la capacitat de secreció de factors angiogènics d'aquestes cèl·lules, així com la seva expressió gènica. Els resultats d'aquesta tesi mostren els nivells circulants d'EPCs determinats mitjançant citometria de flux es troben elevats en pacients amb ictus isquèmic comparat amb controls. De la mateixa manera, trobem una major capacitat de diferenciació a cèl·lula endotelial en els cultius cel·lulars de pacients amb ictus. Les EPCs obtingudes de pacients en la fase subaguda de l'ictus mostren una major funcionalitat in vitro que les obtingudes durant la fase aguda, i podrien se més eficients en teràpies de neuroreparació. Diferents promotors i inhibidors angiogènics es troben modulats després de l'ictus isquèmic. El nivells en plasma de PDGF-BB, d'endostatina i de TSP-2 i GM-CSF es troben augmentats en la fase hiperaguda de l'ictus comparat amb una població control.Una major angiogènesi endògena determinada pels nivells de VEGF, VEGF/endostatina o PDGF-BB/angiostatina s'associen a un menor dèficit neurològic a curt termini, sense incrementar el risc de TH. En canvi, nivells elevats de l'inhibidor angiogènic endostatina s'associen a un pitjor pronòstic funcional dels pacients al tercer mes. / Stroke is the third leading cause of death and the most common cause of permanent disability in adults worldwide. In the acute phase of stroke an energy loss caused by reduction of cerebral blood flow triggers multiple brain-cell death pathways. Currently, the only available treatment for stroke is the use of thrombolytic drugs to restore brain perfusion during the hyperacute phase. The National Institutes of Neurological Disorders Study (NINDS) and the European Cooperative Acute Stroke Study (ECASS) have described the beneficial effects of intravenous tissue plasminogen activator (tPA) administered up to 3–4.5 h after symptom onset of ischemic stroke. However, despite its proven efficacy, tPA is only given to less than 5% of stroke patients due to its narrow therapeutic window and the fact that it carries an increased risk of intracranial hemorrhage. Therefore, there is an urgent need for new stroke therapies applicable beyond the hyperacute phase. One promising therapeutic strategy is to induce neovascularization in the brain. Our aim was study the role of endothelial progenitor cells (EPCs) and the association between plasma levels of different angiogenic promoters and inhibitors and clinical outcome of ischemic stroke patients. Blood samples were drawn from tPA-stroke patients and controls at different time-points after ischemic event and plasma level of PDGF-BB, HGF, FGF, VEGF, HB-EFG, PDGF-AA, KGF, TPO , VEGF-R1, VEGF-R2, TSP-1, TSP-2, endostatina, angiostatina, SDF-1a and GM-CSF was determined. Angiogenic promoters and inhibitors levels were associated with different clinical parameters (TH, NIHSS and mRS scales). EPCs levels in each group were quantified by flow cytometry and cell culture assays. Immunophenotyping was performed using multiple markers (UEA-lectin, CD133, vWF and KDR) and tubulogenic function was assessed with the Matrigel® assay. The produced angiogenic factors were quantified by multiple ELISA and RT-PCR. Fluorescence activated cell sorting (FACS) revealed higher levels of circulating CD133+/CD34+/KDR+/CD45+ cells in the acute strokes as compared to the control subjects (p=0.02). On the other hand, more EPCs grew in cell culture from subacute strokes (p=0.016) than from controls. The endothelial and progenitor lineages of the EPCs were confirmed by immunophenotyping. Interestingly, the appearance of outgrowth EPCs (OECs) correlated positively to stroke severity (p=0.013). Finally, greater capacity to induce vasculogenesis in vitro was found in EPCs from subacute strokes (p=0.03), which we attribute to a higher expression and secretion of angiogenic factors. Baseline PDGF-BB, endostatin and thrombospondin-2 levels were higher in stroke patients than in controls (p<0.05). Most angiogenesis biomarkers showed a decrease during the first 24h alter stroke and a long recovery to baseline levels. A pro-angiogenic balance was associated with lower NIHSS scores and less intracranial hemorrhagic complications. Interestingly, a high baseline endostatin level was associated to long-term functional dependency.

Introducción: El ictus supone una de las principales causas de mortalidad y morbilidad en los países desarrollados. En el caso del ictus isquémico, las diversas etiologías y mecanismos fisiopatológicos se asocian a diferencias en su pronóstico y tasa de recurrencia, lo que determina que las estrategias para la prevención secundaria sean diferentes. Uno de los sistemas más aceptados para definir el mecanismo del ictus es la clasificación aplicada en el Trial of Org 10172 in Acute Ischemic Stroke (TOAST). Empleando datos clínicos y paraclínicos, clasifica el mecanismo del ictus en patología ateroesclerótica de gran vaso, embolismo cardiaco, patología de vasos pequeños, etiologías indeterminadas, y otras causas. La clasificación no emplea marcadores bioquímicos y los datos que pueden sugerir una relación entre éstos y el mecanismo del ictus son escasos. Por ello, el objetivo principal del presente estudio fue determinar los niveles plasmáticos de marcadores de trombosis (D-dímero, fibrinógeno, cociente D-dímero/fibrinógeno), e inflamación (proteína C reactiva -PCR- y velocidad de sedimentación globular -VSG-), durante la fase aguda del ictus isquémico para estudiar diferencias entre pacientes y controles, y entre los diferentes subtipos de ictus. Secundariamente, se estudió la relación entre estos parámetros y otras variables analíticas y clínicas adicionales. Pacientes y métodos: Estudio clínico, prospectivo y controlado, que incluyó 200 pacientes ingresados consecutivamente en la Unidad de Ictus del Hospital Pêro da Covilhã con diagnóstico de ictus isquémico (50 de cada subgrupo TOAST, excluyendo la categoría de otras causas) de volución inferior a 24 horas, y 50 controles. Se registraron las variables demográficas, antecedentes patológicos, factores de riesgo vascular, gravedad clínica (National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS), y clasificación clínica del ictus (Oxfordshire Community Stroke Project). Las variables bioquímicas principales (D-dímero, fibrinógeno, VSG, PCR, y cociente D-dímero/fibrinógeno) y secundarias (hemograma, glucemia, perfil lipídico, proteinograma) fueron analizadas en dos muestras diferentes de sangre venosa durante las primeras 48 horas. Se registraron las complicaciones neurológicas y sistémicas, la situación funcional al alta (escala modificada de Rankin, definiendo dependencia como su valor superior a 2), y el probable mecanismo del ictus (criterios TOAST). Resultados: Cincuenta y cinco pacientes presentaron un síndrome TACI, 56 PACI, 71 LACI, y 18 POCI. El síndrome TACI se asoció a valores superiores de D-dímero y del cociente D-dímero/fibrinógeno. Considerando los mecanismos, la mediana de VSG fue mayor en los pacientes con ictus aterotrombótico y lacunar. Los pacientes con ictus cardioembólico y los controles presentaron los menores valores, sin que se observaran diferencias entre subtipos. La mediana de fibrinógeno fue significativamente superior en todos los subtipos de ictus comparados con los controles. El nivel fue superior en el subtipo cardioembólico, pero las diferencias entre subgrupos no fueron significativas. Las medianas de D-dímero y del cociente D-dímero/fibrinógeno fueron superiores en los pacientes con ictus cardioembólico (p<0.0001 al comparar ambos parámetros con los controles y pacientes con ictus aterotrombótico y lacunar; p=0.002 al comparar el D-dímero, y p=0.004 al comparar el cociente con los valores de los pacientes con ictus indeterminado). La mediana de PCR fue significativamente superior en todos los grupos de ictus respecto a los controles. Al comparar los pacientes entre sí, la mediana de PCR fue significativamente superior en los pacientes con ictus aterotrombótico respecto a los pacientes con ictus lacunar (p=0.010), e indeterminado (p=0.003). Se definieron tres perfiles bioquímicos: (1) inflamatorio; (2) protrombótico; (3) mixto. El inflamatorio fue observado en los pacientes con ictus aterotrombótico y fue definido básicamente por el aumento de PCR, y, secundariamente, por el de los valores de fibrinógeno y VSG. El protrombótico fue observado en los pacientes con ictus cardioembólico y se caracterizó por el aumento de D-dímero y del cociente, y, secundariamente, por el aumento del fibrinógeno, y por la ausencia de incremento de PCR y VSG. El perfil mixto fue observado en los pacientes con diagnóstico de ictus lacunar y de mecanismo indeterminado, y presentó características bioquímicas intermedias. Al alta, 81 pacientes (40.5%) fueron independientes. Las variables relacionadas con la dependencia fueron la edad (OR 1.050, IC 95% 1.010-1.092, p=0.014) y la NIHSS (OR 1.576, IC 95% 1.332-1.865, p<0.0001). Setenta y siete pacientes (30.8%) experimentaron complicaciones durante el ingreso. Las variables relacionadas independientemente con las complicaciones infecciosas fueron la edad (OR 1.084, IC 95% 1.033-1.138, p=0.001) y la NIHSS (OR 1.343, IC 95% 1.205-1.495, p<0.0001). Las relacionadas con la progresión del ictus fueron el antecedente de claudicación intermitente (OR 12.604, IC 95% 2.297-69.144, p=0.004) y la NIHSS (OR 1.156, IC 95% 1.049-1.273, p=0.003). Siete pacientes (3.5%) fallecieron. La mortalidad se asoció a la NIHSS (OR 1.197, IC 95% 1.041-1.376, p=0.012). Discusión: Los resultados mostraron la presencia de alteraciones analíticas durante las primeras 72 horas de la fase aguda del ictus isquémico. Comparados con los controles, los pacientes presentaron niveles superiores de fibrinógeno, D-dímero, cociente D-dímero/fibrinógeno, VSG, PCR, leucocitos, alfa-1 y alfa-2 globulinas, y menores de albúmina. Dado que los pacientes con complicaciones sistémicas graves fueron excluidos del estudio, las diferencias halladas se deben básicamente al ictus, representando la respuesta de fase aguda y los procesos asociados a sus causas. Excepto el D-dímero, la ausencia de correlación entre las variables principales de laboratorio y los síndromes TACI sugiere que las diferencias observadas se asocian en parte a las causas del ictus. Los pacientes con ictus cardioembólico presentaron un perfil trombogénico compatible con la activación permanente del sistema de la coagulación-fibrinólisis, mecanismo apoyado por los elevados valores del cociente D-dímero/fibrinógeno. Los pacientes con ictus aterotrombótico presentaron un perfil inflamatorio que sugiere la participación de procesos inflamatorios sistémicos y de la disfunción endotelial. En los pacientes con ictus lacunar se observó un perfil mixto con predominio de la inflamación. En los pacientes con ictus indeterminado se observó un perfil mixto con predominio trombogénico que sugiriere que en parte de estos pacientes el mecanismo del ictus puede ser cardioembólico. Las asociaciones halladas entre la dependencia y la edad y la NIHSS, entre la incidencia de complicaciones infecciosas y la edad, entre el desarrollo de ictus progresivo y la NIHSS, y entre la mortalidad y la NIHSS, son coherentes con los resultados de estudios publicados previamente y confirman el valor pronóstico de la evaluación clínica inicial de los pacientes con ictus. / Introduction: Stroke is one of the main causes of mortality and disability in developed countries. Considering ischemic stroke, its different aetiologies and mechanisms are related to differences in prognosis and risk of recurrence. This determines capital differences in strategies of secondary prevention. The classification applied in the Trial of Org 10172 in Acute Ischemic Stroke (TOAST) is one of the more used systems to define the mechanism of stroke. Using clinical and paraclinical data, it classifies subtypes of stroke in large vessel atherosclerotic disease, cardiac embolism, small vessel disease, undetermined aetiology, and other causes. The classification does not use biochemical markers and there are few data to support an association between the biomarkers and the mechanism of stroke. Then, the main aim of the present study was to determine plasmatic levels of thrombosis markers (D-dimer, fibrinogen, D-dimer/fibrinogen rate), and inflammation (C reactive protein -CRP- and erythrocyte sedimentation rate -ESR-), during acute phase of ischemic stroke, to assess the differences between patients and controls, and among subtypes of stroke. Secondarily, the relationship between these variables and additional analytic and clinical parameters was assessed. Patients and methods: This was a clinical study, prospective and controlled, including 200 patients consecutively admitted to Stroke Unit of Hospital Pêro da Covilhã with diagnosis of less than 24 hours ischemic stroke (50 of each TOAST subtype excluding the category of other aetiologies), and 50 controls. Demographic variables, pathological antecedents, vascular risk factors, clinical severity (National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS), and clinical classification of stroke (Oxfordshire Community Stroke Project) were recorded. The main (D-dimer, fibrinogen, ESR, CRP, and D-dimer/fibrinogen rate) and secondary (haemogram, glycaemia, lipid profile, proteinogram) biochemical variables were analysed in two separate samples of venous blood during first 48 hours. Neurological and systemic complications, functional status on discharge (modified Rankin scale, defining dependence as a value greater than 2), and the probable mechanism of stroke (TOAST criteria) were recorded. Results: Fifty five patients had a TACI syndrome, 56 PACI, 71 LACI, and 18 POCI. The TACI syndrome was associated with higher values of D-dimer and D-dimer/fibrinogen rate. Considering the mechanisms, median of ESR was greater in patients with atherothrombotic or lacunar stroke. The patients with cardioembolic stroke and the controls showed the smallest values and differences among subtypes were not significant. The median of fibrinogen was significantly higher in all subtypes of stroke compared with controls. The level was greater in the cardioembolic subtype, but differences among subgroups were not significant. The medians of D-dimer and D-dimer/fibrinogen rate were higher in patients with cardioembolic stroke (p<0.0001 after compare both parameters with controls and patients with atherothrombotic or lacunar stroke; p=0.002 after compare D-dimer, and p=0.004 after compare the rate with patients with undetermined stroke). The median of CRP was significantly higher in all groups of stroke versus controls. After compare subtypes of stroke, the median of CRP was significantly higher in patients with atherothrombotic stroke versus those with lacunar (p=0.010), or undetermined (p=0.003) stroke. There were defined three biochemical profiles: (1) inflammatory; (2) prothrombotic; (3) mixed. The inflammatory one was observed in patients with atherothrombotic stroke and it was basically defined by the increase of CRP, and, secondarily, by increase of fibrinogen and ESR values. The prothrombotic profile was observed in patients with cardioembolic stroke and it was mainly characterised by the increase of D-dimer and D-dimer/fibrinogen rate, and, secondarily, by the augmentation of fibrinogen and by the lack of increase of CRP and ESR. The mixed profile was observed in patients diagnosis of lacunar or undetermined stroke and showed intermediate characteristics. On discharge, 81 patients (40.5%) were independent. The variables independently related were age (OR 1.050, CI 95% 1.010-1.092, p=0.014) and NIHSS (OR 1.576, CI 95% 1.332-1.865, p<0.0001). Seventy seven patients (30.8%) experimented complications during in-hospital period. The variables independently related to infectious complications were age (OR 1.084, CI 95% 1.033-1.138, p=0.001) and NIHSS (OR 1.343, CI 95% 1.205-1.495, p<0.0001). The variables related to progression of stroke were the antecedent of intermittent claudication (OR 12.604, CI 95% 2.297-69.144, p=0.004) and NIHSS (OR 1.156, CI 95% 1.049-1.273, p=0.003). Seven patients (3.5%) died. Mortality was associated with NIHSS (OR 1.197, CI 95% 1.041-1.376, p=0.012). Discussion: The results showed the presence of analytical alterations during the first 72 hours of acute phase of ischemic stroke. Compared with controls, patients had greater levels of fibrinogen, D-dimer, D-dimer/fibrinogen rate, ESR, CRP, leukocytes, alpha-1 and alpha-2 globulins, and lesser of albumin. As patients with severe systemic complications were excluded from study, these differences may be basically related to stroke, representing the acute phase response and the processes associated with the aetiologies of the ischemic episode. Excepting D-dimer, the lack of correlation between main laboratory variables and TACI syndromes suggests that found difference are partially related to causes of stroke. The patients with cardioembolic stroke showed a thrombogenic profile suggestive of a continuous activation of coagulation-fibrinolysis system. In these patients, raised values of D-dimer/fibrinogen rate support this mechanism. The patients with atherothrombotic stroke showed an inflammatory profile which suggested the participation of systemic inflammatory processes and endothelial dysfunction in the development of atheromatosis. The patients with lacunar stroke showed a mixed profile with predominance of inflammation. The patients with undetermined stroke showed a mixed profile with predominance of thrombogenesis, suggesting that in someone of these patients the mechanism of stroke is probably cardioembolic. The associations found between dependence and age and NIHSS score, between incidence of infectious complications and age, between the development of progressing stroke and NIHSS score, and between mortality and NIHSS score agree with results of previous studies and confirm the prognostic value of clinical evaluation of patients with stroke.

Introducción La hemorragia intracerebral (HIC) representa aproximadamente el 10% de los ictus. A pesar de que se asocia a una elevada tasa de morbi-mortalidad, ningún tratamiento ha demostrado ser claramente eficaz. Es por ello muy importante la identificación de factores que puedan contribuir al deterioro clínico y funcional de los pacientes con HIC. De entre los factores conocidos relacionados con una evolución clínica y pronóstico funcional desfavorables destaca el crecimiento del hematoma (CH) durante las primeras horas tras la HIC. La identificación de predictores de CH podría servir para seleccionar aquellos pacientes con alto riesgo de CH para ensayos terapéuticos en pacientes con HIC aguda. Objetivos 1) Investigar la relación entre los niveles de colesterol LDL y el CH en pacientes con HIC aguda así como su impacto en la evolución clínica y el pronóstico funcional. 2) Estudiar la relación existente entre el crecimiento ultraprecoz del hematoma (CuH), la presencia del spot sign y el CH en pacientes con HIC aguda así como el impacto del CuH en la evolución clínica y el pronóstico funcional. Metodología Estudiamos de forma prospectiva pacientes con HIC primaria supratentorial de menos de 6 horas de evolución. Se realizó una TC craneal en las primeras 6 horas y a las 24 horas. En el primer trabajo se determinó el perfil lipídico durante las primeras 24 horas mientras que en el segundo se realizó un angioTC en las primeras 6 horas así como se evaluó el CuH. Se valoró el CH a las 24 horas, así como la presencia de deterioro neurológico precoz, mortalidad a los 3 meses y pronóstico funcional desfavorable. Resultados 1) Los niveles de colesterol LDL se correlacionan de forma inversa con la cantidad de CH a las 24 horas (r=-0’31, p=0’004) así como niveles más bajos se asocian a un mayor riesgo de CH (p=0’003), deterioro neurológico precoz (p=0’012) y mortalidad a los 3 meses (p=0’029) tras una HIC. No se relacionan sin embargo con un pronóstico funcional desfavorable (p=0’875). Niveles de colesterol LDL <95 mg/dL predicen de forma independiente el CH (OR 4’24, 95% CI 1’26-14’24, p=0’020), deterioro neurológico precoz (OR 8’27, 95% CI 1’66-41’16, p=0’010) y mortalidad a los 3 meses (OR 6’34, 95% CI 1’29-31’3, p=0’023) en pacientes con HIC aguda. 2) El CuH es significativamente más rápido en pacientes con HIC aguda que presentan spot sign (p<0’001), así como en pacientes que experimentan CH (p=0’021) o deterioro neurológico precoz (p<0’001) y en aquellos que fallecen durante los primeros 3 meses (p<0’001) o tienen un pronóstico funcional desfavorable (p<0’001). Asimismo, el CuH es capaz de mejorar la capacidad predictiva del volumen basal de la HIC en la predicción de deterioro neurológico precoz (sensibilidad 93’1% frente a 82’8%, especificidad 85’3% frente a 82’4%) y mortalidad a los 3 meses (sensibilidad 77’5% frente a 70%, especificidad 87’9% frente a 84’6%). En el análisis multivariante el CuH demuestra ser el predictor más potente de CH (OR 3’55, 95% CI 1’39-9’07, p=0’008), deterioro neurológico precoz (OR 70’22, 95% CI 14’63-337’03, p<0’001), mortalidad a los 3 meses (OR 16’96, 95% CI 5’32-54’03, p<0’001) y pronóstico funcional desfavorable (OR 6’19, 95% CI 1’32-28’98, p=0’021) en pacientes con HIC aguda. Conclusiones 1) Los niveles de colesterol LDL menores son predictores independientes de CH, deterioro neurológico precoz y mortalidad a los 3 meses tras una HIC aguda. No se relacionan sin embargo con un pronóstico funcional desfavorable. 2) El CuH es un potente predictor de CH, deterioro neurológico precoz, mortalidad a los 3 meses y pronóstico funcional desfavorable en pacientes con HIC aguda. El CuH mejora la capacidad predictiva clínica del volumen basal de la HIC. / Background Intracerebral hemorrhage (ICH) accounts for about 10% of strokes. Despite it is associated with poor outcome and high mortality rates, no proven treatment has been consistently demonstrated to be effective to ameliorate ICH consequences. So, it is mandatory to identify factors related to outcome in patients with ICH. Hematoma growth (HG) has been shown to be an independent determinant of clinical and functional outcome in patients with acute ICH. The identification of predictors of HG may help to select patients at high risk of HG in future treatment trials in patients with acute ICH. Objectives 1) To investigate the relationship between LDL-C levels, HG, early neurological deterioration, 3-month mortality and poor long-term outcome in patients with acute ICH. 2) To investigate the relationship between ultra-early hematoma growth (uHG), spot sign and HG, as well as the impact of the uHG on early neurological deterioration, 3-month mortality and poor long-term outcome in patients with acute ICH. Methods We prospectively studied consecutive patients with primary supratentorial ICH presenting within 6 hours from symptoms onset. CT scan was recorded at baseline and at 24 hours. Lipid profile was obtained during the first 24 hours in the first study while CT angiography was done during the first 6 hours in the second study. We recorded HG at 24 hours, early neurological deterioration, 3-month mortality and poor long-term outcome. Results 1) LDL-C levels are inversely related to the amount of hematoma enlargement at 24h (r=-0.31, p=0.004). Lower LDL-C levels are associated with HG (98.1±33.7 vs. 117.3±25.8 mg/dL, p=0.003), early neurological deterioration (89.2±31.8 vs. 112.4±29.8 mg/dL, p=0.012), and 3-month mortality (94.9±37.4 vs. 112.5±28.5 mg/dL, p=0.029), but not with poor long-term outcome (109.5±31.3 vs. 108.3±30.5 mg/dL, p=0.875). LDL-C level <95 mg/dL is an independent predictor of HG (OR 4.24, 95% CI 1.26-14.24, p=0.020), early neurological deterioration (OR 8.27, 95% CI 1.66-41.16, p=0.010), and 3-month mortality (OR 6.34, 95% CI 1.29-31.3, p=0.023) in patients with acute. 2) The uHG is significantly faster in spot sign patients (p<0.001), as well as in patients who experienced HG (p=0.021), early neurological deterioration (p<0.001), 3-month mortality (p<0.001), and poor long-term outcome (p<0.001). The uHG improves the accuracy of baseline ICH volume in the prediction of early neurological deterioration (sensitivity 93.1% vs. 82.8%, specificity 85.3% vs. 82.4%) and 3-month mortality (sensitivity 77.5% vs. 70%, specificity 87.9% vs. 84.6%). A uHG >10.2 mL/h is the most powerful predictor of HG (OR 3.55, 95% CI 1.39–9.07, p=0.008), early neurological deterioration (OR 70.22, 95% CI 14.63–337.03, p<0.001), 3-month mortality (OR 16.96, 95% CI 5.32–54.03, p<0.001), and poor long-term outcome (OR 6.19, 95% CI 1.32–28.98, p=0.021) in patients with acute ICH. Conclusions 1) Lower serum LDL-C level independently predicts HG, early neurological deterioration and 3-month mortality after acute ICH. LDL-C levels are not related to poor long-term outcome. 2) The uHG is a powerful predictor of HG, early neurological deterioration, 3-month mortality and poor long-term outcome in patients with acute ICH. The uHG improves the accuracy of baseline ICH volume in the prediction of clinical outcome.

El tiempo es un factor primordial en la atención del ictus agudo, teniendo en cuenta la estrecha ventana terapéutica de las terapias de revascularización y el mayor beneficio del tratamiento en relación a la precocidad con se administre. La implementación de sistemas de Código Ictus (CI) coordinados entre los hospitales y el SEM permite reducir los tiempos de asistencia y duplicar la tasa de tratamiento trombolítico. El principal objetivo de la presente tesis doctoral es detectar los circuitos de CI que permiten una mayor efectividad del sistema. Para ello, se analizaron 1901 pacientes con activación del CI en la región del Barcelonès Nord i Maresme durante 7 años. Los resultados muestran que el origen de la activación del CI SEM con pre-aviso es la vía más efectiva: en comparación con la atención previa en un hospital comarcal, permitió reducir 80 minutos el tiempo desde el inicio de los síntomas hasta la atención especializada y 40 minutos hasta el inicio del tratamiento trombolítico, incrementó el acceso a terapias de revascularización (50% vs 21%) y aumentó la probabilidad de buen pronóstico a los tres meses en los pacientes tratados, con una OR 2.71 tras ajustar por gravedad del ictus y por otros factores pronóstico. Además, el pre-aviso al centro receptor permitió reducir 15 minutos el tiempo puerta-aguja en relación a la activación del CI desde el servicio de urgencias en los pacientes que acuden por medios propios o sin pre-aviso. En el segundo objetivo se validaron los resultados en 1326 pacientes tratados con tPAev en Catalunya durante 2 años. Los pacientes que acudieron al centro de referencia trasladados directamente por el SEM recibieron el tratamiento 40 minutos antes en comparación con los pacientes que fueron trasladados desde un hospital comarcal y 18 minutos antes en comparación con los que acudieron por medios propios. El tiempo transcurrido desde el inicio de los síntomas hasta el tPAev fue un factor independiente asociado al pronóstico clínico a los 3 meses. El tercer objetivo fue diseñar y validar una escala clínica simple que permita detectar, a nivel pre-hospitalario, los pacientes con oclusión arterial de gran vaso. La escala RACE (5 ítems) se diseñó en base a los ítems de la escala NIHSS con mayor capacidad predictiva de oclusión arterial de gran vaso en una cohorte retrospectiva de 654 pacientes con ictus isquémico de territorio anterior ingresados en nuestra unidad de ictus. Durante 18 meses, la escala RACE se cumplimentó por técnicos sanitarios del SEM en 263 pacientes trasladados vía CI. La escala RACE mostró una excelente correlación con la escala NIHSS (r=0.81) y una elevada capacidad predictiva de oclusión arterial (curva ROC: AUC 0.81). El mejor punto de corte se consideró para una escala RACE ≥ 4, con una sensibilidad de 0.86, especificidad de 0.63, valor predictivo positivo de 0.53, valor predictivo negativo de 0.90 y precisión global de 0.70 para la detección de oclusión arterial de gran vaso. La escala RACE es una herramienta clínica simple de uso pre-hospitalario que puede ser útil para detectar los pacientes con ictus agudo que deberían ser trasladados a un Centro Terciario de Ictus para valorar tratamiento endovascular. Los resultados derivados del presente trabajo de investigación refuerzan la importancia de priorizar el circuito de CI SEM, dado que permite el acceso a terapias de revascularización de forma más precoz y un mayor beneficio clínico de los pacientes con ictus agudo. Además, el traslado vía SEM ofrece la posibilidad de realizar una valoración clínica pre-hospitalaria que permita decidir el destino más adecuado de los pacientes. Teniendo en cuenta que en Catalunya actualmente sólo el 60% de los pacientes con ictus agudo alertan al SEM, o incluso un menor porcentaje en determinadas regiones rurales, estos datos pueden ser de importante ayuda para la implementación de programas formativos y sistemas de mejora a diferentes niveles de la cadena asistencial. / Time is an important factor in the care of acute stroke patients, given the narrow therapeutic window of revascularization therapies. Moreover, the sooner the treatment is given, the higher the clinical benefit. Implementation of Stroke Code (SC) systems, coordinated between hospitals and EMS, reduces the time to treatment and double the rate of thrombolytic therapy. The main objective of this thesis is to detect SC circuits that allow greater effectiveness of the system. We analyzed 1901 patients in which SC was activated in the region of Barcelonès Nord i Maresme during 7 years. Results show that specialized attention at the stroke center was delayed for 80 minutes and thrombolytic therapy for 40 minutes in patients in whom the first level of care was provided at community hospitals compared with the direct transfer via EMS into the stroke center. Moreover, EMS SC activation allowed a higher rate of thrombolytic therapy (50% vs. 21%) and increased the likelihood of good outcome at three months with an OR 2.71 after adjusting for stroke severity and for other prognostic factors. In addition, pre-notification to the stroke center allowed a 15 minutes reduction on the door-to-needle time in comparison to SC activation at the emergency department of the stroke center in patients who come through their own means or without pre-notification. Accordingly with the second objective, these results were validated in 1326 patients treated with tPAev in Catalonia during 2 years. Patients who arrived to the stroke center transferred directly by EMS received tPAev 40 minutes earlier compared with patients transferred from a community hospital and 18 minutes compared with those who came by their own means. Time from symptoms onset to tPAev was independently associated with clinical outcome at 3 months. The third objective was to develop and validate in-the-field a simple pre-hospital stroke scale to detect patients with large-vessel arterial occlusion. The scale RACE (5 items) was designed based on the NIHSS scale items with a higher predictive value of large vessel occlusion on a retrospective cohort of 654 acute stroke admitted to our acute stroke unit. During 18 months, paramedics filled the RACE scale in 263 patients transferred via SC. RACE showed a strong correlation with NIHSS (r=0.81) and a high predictive value for arterial occlusion (ROC curve: AUC 0.81). The best predictive value of RACE was established as ≥ 4; this cut-off value showed sensitivity 0.86, specificity 0.63, positive predictive value 0.53, negative predictive value 0.90 and overall accuracy 0.70 for detecting large vessel occlusion. The scale RACE is a simple clinical tool to be used by paramedics at pre-hospital setting that can be useful to detect acute stroke patients who should be transferred to a Comprehensive Stroke Center for endovascular treatment. Results derived from this study reinforce the importance of prioritizing the SC activation via EMS, since it allows an earlier access to revascularization therapies and a greater clinical benefit of patients with acute stroke. Moreover, EMS transfer allows the possibility to perform a pre-hospital clinical evaluation to decide the most appropriate destination of acute stroke patients. Having into account that in Catalonia only 60% of acute stroke patients alert EMS, or even a smaller percentage in certain rural areas, these results can be useful to guide the implementation of improvement measures addressed to different levels of the healthcare chain.

Introducció: L’aterosclerosi intracranial de gran vas (MAIC) es considera la causa més freqüent d’ictus isquèmic al món i presenta un elevat risc de recurrència clínica. Tanmateix, els coneixements per identificar els pacients de major risc i fonamentar estratègies efectives de prevenció secundària són limitats. Aquesta tesi es centra en avaluar els següents marcadors biològics i clínics que podrien ajudar a discernir la gravetat i el pronòstic dels pacients amb MAIC simptomàtica: proteïna C reactiva (PCR), polimorfisme C1444T del gen de la PCR, molècul.la d’adhesió intercel·lular 1 (ICAM-1), E-selectina, inhibidor de l’activador del plasminogen tipus I (PAI-1), cèl·lules progenitores endotelials (CPE) i factors angiogènics de creixement (AGF) relacionats, índex turmell-braç (ITB) i escala de risc ESRS. Objectius: Identificar biomarcadors relacionats amb la gravetat i el pronòstics de la MAIC simptomàtica. Investigar la relació de biomarcadors d’inflamació (PCR, Lp-PLA2, E-selectina, ICAM-1), inhibició de la fibrinòlisis (PAI-1) i AGF amb la gravetat i el risc vascular en la MAIC simptomàtica. Investigar la relació del polimorfisme C1444T del gen de la PCR amb la recurrència d’esdeveniment isquèmic en la MAIC. Conèixer la relació dels nivells de CPE circulants amb la MAIC i la seva gravetat. Estudiar la relació de l’ITB amb la recurrència d’ictus en pacients amb MAIC. Determinar si els biomarcardors poden millorar escales clíniques de risc (ESRS). Mètodes: Criteris d’Inclusió: pacients amb un primer ictus isquèmic amb estenosis intracranials detectades per Doppler transcranial (DTC) i confirmades per mètodes angiogràfics. Criteris d’exclusió: coexistència d'altres causes d'ictus, estenosis intracranials no ateroscleròtiques, malalties inflamatòries, neoplàsies o circumstàncies que puguin afectar els biomarcadors estudiats, mort o discapacitat greu. Es van seleccionar entre 73 i 75 pacients per la determinació dels diferents biomarcadors, realitzada un mínim de tres mesos després de l'ictus isquèmic, i 100 per l’ITB. Es va fer un seguiment clínic i sonogràfic durant 1.8 anys. Al final del seguiment es van determinar les CPE per citometria i els AGF en 42 pacients. Resultats: Els nivells de PCR, E-selectina i PAI-1 es van associar amb la progressió de les estenosis intracranials. Els nivells incrementats de PCR i activitat de la Lp-PLA2 es van comportar com a predictors independent de nous episodis vasculars i els de PAI-1 i d’E-selectina de nous ictus. La PAI-1 va predir la recurrència d’ictus de manera independent a la progressió de les estenosis per DTC i a la resta de biomarcadors (HR 16.41; 95% CI 2.13 to 126.52; p=0.007). El polimorfisme C1444T de la PCR va predir la recurrència d’episodis isquèmics de manera independent als nivells de PCR. Es van trobar nivells més baixos d’AGF en pacients amb MAIC que en controls sans. Un major nombre i gravetat de les estenosis intracranials s’associava a nivells més alts de CPE i AGF. No es va trobar correlació entre les concentracions de CPE i AGF en els pacients. L’ITB severament disminuït (<0.8) es va associar de manera independent amb un major risc de recurrència d’ictus isquèmic. Un ESRS≥3 es va associar amb un major risc de nous ictus isquèmics i la capacitat predictiva d’aquesta escala va millorar al associar-se amb la PAI-1. Conclusions: En la MAIC simptomàtica: L’increment dels biomarcadors d’inflamació i inhibició de la fibrinòlisis en sang incrementa el risc de recurrència d’ictus i esdeveniment isquèmic. Els AGF estan disminuïts i s’incrementen amb la gravetat de la MAIC. El polimorfisme C1444T de la PCR incrementa el risc de recurrència d’esdeveniment isquèmic. Els nivells de CPE son similars als controls sans i s’incrementen amb l’extensió de la malaltia. L’ITB patològic s’associa amb un increment del risc de recurrència d’ictus. Els biomarcadors milloren les escales clíniques de risc de recurrència d’ictus (ESRS). / Background: Intracranial large-artery atherosclerosis (ILA) is considered the leading cause of ischemic stroke in the word. Patients affected by this condition are at high risk of suffering recurrent ischemic events. However, scientific evidence to discriminate which patients are at a higher risk and to fundament effective preventive strategies is limited. This thesis focuses on assessing the following clinical and biological markers that may help in ILA severity and prognostic evaluation: C-reactive protein (CRP), CRP gene C1444T polymorphism, intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1), E-selectin, plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), endothelial progenitor cells (EPCs) and related angiogenic growth factors (AGFs), ankle-brachial index (ABI) and ESRS clinical scale of risk. Objectives: To identify biomarkers related to symptomatic ILA severity and prognosis. To investigate the relationship of other markers of inflammation (Lp-PLA2, E-selectin, ICAM-1), impaired fibrinolysis (PAI-1) and AGFs with severity and vascular risk in symptomatic ILA. To evaluate the relationship between CRP gene C1444T polymorphism and recurrence of ischemic events in ILA. To determine the levels of circulating EPCs in ILA and their relationship with ILA severity. To study the relationship of ABI with the risk of stroke in symptomatic ILA patients and how biomarkers can improve clinical scales of risk (ESRS). Methods: Inclusion criteria comprised: consecutive first-ever TIA or ischemic stroke patients with intracranial stenoses detected by transcranial Doppler (TCD) and confirmed by angiographic technics. Exclusion criteria comprised: coexistence of other potential cause of stroke, nonatherosclerotic causes of intracranial stenosis, inflammatory diseases, malignancies, or other conditions potentially affecting the studied biomarkers blood levels, and stroke-related death or severe disability. Between 73 and 75 patients were included for the different types of biomarkers determination, performed a minimum of three months after stroke onset, and 100 patients for the ABI study. They were clinically and sonographically followed-up during 1.8 years thereafter. At the end of the follow-up EPCs by flow cytometry and AGF were determined in 42 patients. Results: Higher levels of CRP, E-selectin and PAI-1 were associated with intracranial stenosis progression. Increased levels of CRP and Lp-PLA2 activity were independent predictors of new vascular events, and PAI-1 and E-selectin also of stroke recurrence. PAI-1 predicted stroke recurrence independently of stenosis progression by TCD and other biomarkers (16:41 HR, 95% CI 2.13 to 126.52, p = 0.007). CRP gene C1444T polymorphism predicted recurrence of ischemic events independently of CRP levels. Lower levels of AGFs were found in patients compared to healthy controls. A greater number and severity of the intracranial stenoses was associated with higher levels of CPEs and AGFs. No correlation was found between CPEs and AGFs concentrations in patients. Severely-lowered ABI (<0.8) was independently associated with an increased risk of ischemic stroke recurrence. An ESRS≥3 was associated with an increased risk of new ischemic stroke. The predictive ability of ESRS scale improved when it was associated with PAI-1. Conclusions: In symptomatic ILA patients: Higher blood levels of inflammation and impaired fibrinolysis biomarkers increase the risk of stroke and ischemic events recurrence. AGFs levels are decreased and they increase in relation to ILA severity. CRP gene C1444T polymorphism increases the risk of recurrent ischemic events. EPCs blood levels are similar to healthy control population and increase in relation to ILA extension. Pathological ABI is associated with an increased risk of stroke recurrence. Blood biomarkers can improve clinical scales of risk of stroke recurrence (ESRS).

L’atenció a les urgències sanitàries ocupa un lloc destacat en el sistema sanitari. La percepció sobre “el sistema d’urgències” condiciona, en gran mesura, l’opinió dels ciutadans respecte a la seva qualitat. HIPÒTESI: El funcionament i l’eficiència del Servei d’Urgències (SU) de l’ Hospital Universitari Germans Trias i Pujol (HUGTiP) poden millorar si s’analitzen els problemes més rellevants i s’apliquen accions de millora. Així, aquest SU pot convertir-se en una àrea assistencial d’excel·lència. OBJECTIUS: 1) Identificar els problemes més rellevants del procés d’atenció urgent en l’ HUGTiP i les seves causes principals. 2) Proposar i implementar accions de millora. 3) Proposar uns indicadors clau d’activitat i qualitat per a l’avaluació dels resultats. 4) Comparar la situació inicial amb els resultats obtinguts després de la implementació de les accions de millora. METODOLOGIA: El projecte es desenvolupa durant el període de 2005 a 2011. S’analitzen els problemes més rellevants i en funció d’aquests, es proposen unes accions per millorar el funcionament del SU. Per avaluar els resultats aconseguits es valoren uns indicadors clau d’activitat i qualitat que, juntament amb les enquestes de satisfacció dels usuaris, són les variables analitzades. RESULTATS: El nombre global d’urgències ateses disminueix un 11%. Els pacients donats d’alta del SU presenten dues destinacions majoritàries: l’alta a domicili (> 80%) i l’ingrés en sala d’hospitalització convencional (10%). El percentatge d’urgències ingressades és de l’11% al 12%. La pressió d’urgències disminueix del 63% al 52%. El temps mitjà de permanència a Urgències es redueix de 7:19 h a 3:40 h. La taxa de mortalitat es manté inferior al 0,2%. El número de reclamacions rebudes disminueix en un 41%. Més del 90% de les persones enquestades atorguen valoracions positives a la pregunta que mesura la satisfacció global. El percentatge d’enquestats que afirmen que tornarien al mateix centre és també superior al 90%. CONCLUSIONS: 1. L’anàlisi del procés d’atenció urgent ha permès identificar els principals problemes del SU de l’HUGTiP. A partir de l’anàlisi específica d’aquests problemes i les seves causes s’han proposat accions de millora. 2. Accions de millora: 2.1.Les accions desenvolupades sobre els fluxos d’entrada han permès millorar la gestió de la demanda, com ho demostra la disminució progressiva del nombre d’urgències ateses (decrement de l’11% del 2005 al 2011). 2.2. Les mesures d’organització implantades en el SU juntament amb les accions de coordinació intrahospitalària i de millora de la sortida d’urgències han fet disminuir a la meitat el temps mitjà de permanència a Urgències. També, han afavorit el manteniment del percentatge d’urgències ingressades en el 12%, factor determinant per aconseguir la disminució de la pressió d’urgències. 2.3. Les accions realitzades en el SU respecte a aspectes organitzatius i a temes relacionats amb la informació i comunicació a pacients i familiars han fet millorar la qualitat percebuda. Això es reflecteix en la reducció del 40% del número de reclamacions rebudes al Servei. 3. El recull dels indicadors clau proposats i les enquestes de satisfacció dels usuaris són útils per avaluar els resultats aconseguits amb la implementació de les accions de millora. 4. L’estudi comparatiu de l’evolució de les variables analitzades corrobora l’eficàcia de les mesures dutes a terme per millorar el procés d’atenció urgent. Després d’implantar les accions de millora, els resultats de les enquestes de satisfacció dels usuaris situen el Servei d’Urgències de l’Hospital Universitari Germans Trias i Pujol per sobre de la mitjana de Catalunya, essent valorat com a àrea assistencial d’excel·lència tant pel que fa al grau de satisfacció global com a la fidelització al centre. / The emergency health care plays an important role in the health system. Perceptions about “emergency system” determines to a large extent, public opinion about its general quality. HYPOTHESIS: The performance and efficiency of Emergency Department (ED) of Hospital Universitari Germans Trias i Pujol (HUGTiP) can be improved if the most relevant problems are analyzed and improvement actions applied. Thus, the ED can become a healthcare area of excellence. OBJECTIVES: 1) to identify the most important problems of the process emergency care in the HUGTiP and its main causes. 2) to propose and implement improvement actions. 3) to propose activity and quality key indicators for outcome evaluation. 4) to compare the initial situation with the results obtained after the improvement actions implementation. METHODOLOGY: The project will be developed during 2005 to 2011. The most important problems are analyzed and based on these, actions to improve the ED functioning are proposed. To evaluate the achieved results activity and quality key indicators are analyzed. These indicators together with user satisfaction surveys are the analyzed variables. RESULTS: The overall number of emergencies attended decreases by 11%. Patients discharged from ED have two main destinations: discharge at home (> 80%) and conventional hospitalization (10%). The percentage of admitted emergencies is 11% to 12%. The emergency pressure decreases from 63% to 52%. The average time to stay in ED is reduced from 7:19 h to 3:40 h. The mortality rate remains less than 0.2%. The number of complaints decreases by 41%. Over 90% of respondents give positive ratings to the question that measures overall satisfaction. The percentage of respondents who say they would return to the same centre is also over 90%. CONCLUSIONS: 1. The analysis of the process emergency care has identified the main problems of the ED of HUGTiP. Based on the specific analysis of these problems and their causes, improvement actions have been proposed. 2. Improvement actions: 2.1.The actions taken on inflows have improved the management of the demand, as evidenced by the gradual decrease in the number of emergencies attended (decrease of 11% from 2005 to 2011). 2.2. The organizational measures implemented in the ED together with actions to improve the coordination within the hospital and ED exit have reduced by half the average time to stay in ED. Also, favoured maintaining the percentage of emergencies admitted in the 12%, determinant factor to achieve the reduction of the pressure of emergencies. 2.3. The actions taken with respect to the ED organizational aspects and issues related to communication and information for patients and their families have improved the perceived quality. This is reflected in the 40% reduction in the number of complaints received by the ED. 3. The summary of key indicators proposed and user satisfaction surveys are useful to evaluate the outcomes achieved with the implementation of the improvement actions. 4. The comparative study of the evolution of the variables analyzed confirms the effectiveness of the measures undertaken to improve emergency care process. After implementing improvement actions, the results of surveys of user satisfaction place the Emergency Department of the Hospital Universitari Germans Trias i Pujol above the average of Catalonia, being rated as a healthcare area of excellence in both overall satisfaction and loyalty to the centre.

La infecció constitueix una de les complicacions mèdiques més freqüents en la fase aguda de l’ictus i el seu desenvolupament (relacionat amb un estat d’immunosupressió relativa i l’exposició a gèrmens ambientals) comporta un pitjor pronòstic, vital i funcional, pels pacients que les presenten. De tota manera, la naturalesa de la relació entre la infecció i el pronòstic de l’ictus i la possibilitat de modificar-la no han estat definitivament establertes. Un dels estudis presentats en aquest treball, en què s’estudià l’efecte de la infecció en el pronòstic dels pacients afectes d’un ictus isquèmic tractats mitjançant trombòlisi intravenosa, mostra que el fet de presentar aquesta complicació confereix un excés de risc significatiu per a un desenllaç advers. Tot i que el disseny utilitzat no permet treure conclusions causals robustes, la gràfica que reflecteix la puntuació mitjana de l’escala NIHSS podia suggerir que el fet de desenvolupar una infecció a la fase aguda realment empitjora, si més no a curt termini, el pronòstic funcional dels pacients (en contraposició al fet que la seva presentació es relacioni únicament amb la gravetat de l’episodi). D’altra banda, l’estat neurològic dels pacients a les 24 hores del tractament sembla ser el factor pronòstic aïllat més determinant del pronòstic global en els pacients afectes d’ictus isquèmic sotmesos a tractaments de revascularització. En l’altre estudi que conforma aquesta tesi s’estudià l’efecte d’incloure biomarcadors plasmàtics (concretament, entre els integrants del sistema Th1/Th2) en un model clínic de predicció d’infecció en aquest context. Concretament, es determinà que la incorporació dels valors de IL-13 i IFN-γ a un model exclusivament clínic en millorava significativament la capacitat predictiva. Aquests resultats s’haurien de replicar en una mostra independent, els criteris d’inclusió a la qual podrien definir-se en funció dels resultats dels estudis aquí presentats. Finalment, la complexitat de la fisiopatologia de l’ictus isquèmic i l’efecte de la infecció en aquest context, fa que possiblement calgués incloure en futurs estudis, biomarcadors d’altres sistemes implicats en aquests processos. / Infection stands among the most common medical complications in the acute phase of stroke, and its development (related to a state of relative immunosuppresion and to exposure to environmental germs) worsens the prognosis, both in terms of survival and functional outcome, in this group of patients. Notwithstanding, the nature of the relationship between infection and stroke outcome, and the possibility of modifying it have not been undoubtfully established.One of the studies included in this assay, which focused on the effect of infection on the prognosis of ischemic stroke patients who underwent intravenous thrombolytic therapy, showed that developing this complication confers a significant excess risk of a poor outcome. Although the study’s design does not allow to draw robust causal conclusions, a graph where mean NIHSS scores are plotted suggests that infection truly worsens, at least in the short term, the functional prognosis of these patients (as opposed to its development being merely related to the episode’s severity). Moreover, the patients’ neurological status 24 hours after therapy is administered considered in isolation seems to be the most significant factor influencing the overall prognosis of stroke patients undergoing revascularization therapies.In the other study herein, the effect of including plasmatic biomarkers (specifically constituents of the Th1/Th2 system) in a clinical model to predict the development of infection in this scenario. Particularly, the inclusion of IL-13 i IFN-γ levels to an exclusively clinical model significantly improves its predictive capacity.These results should be replicated in an independent sample, whose inclusion criteria could be determined according to the results of the studies . Finally, the intricate physiopathology of ischemic stroke and the complex impact of infection on this condition, possibly require that future studies include biomarkers from other systems involved in these processes.

La presente Tesis tuvo como objetivos, estudiar la diferencia en ansiedad y otros rasgos conductuales relacionados (p. ej. miedo, susceptibilidad al estrés), a través de una batería de tests conductuales, en tres cepas o stocks de ratas diferentes (RHA-I -poco ansiosas-, RLA-I –muy ansiosas- y N/Nih-HS –ratas genéticamente heterogéneas-), y relacionar dichos perfiles conductuales/psicológicos con la expresión diferencial de genes en estructuras/circuitos cerebrales de conocida importancia en tales fenotipos (p. ej. amígdala e hipocampo). Para alcanzar tales objetivos, se realizaron dos estudios (Estudio 1, con 128 ratas macho de los tres stocks/cepas mencionados; Estudio 2, con 114 ratas macho), que incluyeron las siguientes pruebas conductuales: Laberinto Circular Elevado (ansiedad incondicionada), test de actividad en situación de novedad (“timidez” y habituación en una “Caja nueva”), test de Campo Abierto, miedo condicionado a un contexto (respuesta de petrificación condicionada), adquisición de evitación activa en dos sentidos en la “Shuttle-box” (ansiedad debida a un conflicto de doble evitación –pasiva y activa- condicionada) y test de natación forzada (como modelo de síntomas relacionados con la depresión y los efectos de los antidepresivos). En el Estudio 1 se obtuvieron también medidas hormonales (ACTH, corticosterona y prolactina) en respuesta al estrés de exponer los animales a una ambiente nuevo y desconocido durante 20 minutos. Tras el análisis conductual y hormonal de estos dos estudios, en el Estudio 3 se llevó a cabo un análisis de expresión génica en amígdala e hipocampo (análisis de microarray y qRT-PCR) de subgrupos de ratas N/Nih-HS seleccionadas (a partir del Estudio 1) por presentar valores extremos en ansiedad (subgrupos de “Baja ansiedad” o “Alta ansiedad”). A partir de este análisis se pudo concluir que: a) las ratas N/Nih-HS presentan un perfil de comportamiento defensivo y hormonal cercano al estilo de afrontamiento pasivo característico de las ratas RLA-I; b) la heterogeneidad genética de las ratas N/Nih-HS y los resultados obtenidos en el análisis de microarray, permiten que sea un modelo animal útil para el estudio de las bases genéticas de la ansiedad y el miedo; c) los análisis de microarray han detectado expresión diferencial (entre dichos subgrupos de ratas extremas en ansiedad) de genes implicados en la regulación de funciones neuroendocrinas, como la prolactina, arginina-vasopresina y la oxitocina, que podrían modular las respuestas de ansiedad y miedo condicionado en amígdala e hipocampo. d) También se ha observado expresión diferencial (entre ambos subgrupos de ratas extremas en ansiedad) de genes reguladores de receptores sensoriales (sobretodo olfativos), genes de receptores opioides (como Oprd1 y Oprl1), genes que participan en funciones inmunológicas (como el gen H2-M9) y genes relacionados con la función tiroidea, como el gen TRH, Tg en hipocampo o el gen Duox2 en amígdala. / The main aim of the present Thesis was to study differences in anxiety and related behavioral dimensions (e.g. fear, susceptibitilty to stress) in three different rat strains/stocks (i.e. the RHA-I –low anxious-, RLA-I –high anxious- and the N/Nih-HS –genetically heterogeneous- rat stock), as well as to study the associations among these behavioural profiles and differential gene expression in anxiety/fear/stress-related brain areas (i.e. amygdala and hippocampus). We conducted two studies (Study 1, using 128 male rats from those three strains/stocks; Study 2, using 114 male rats) to achieve those objectives, using a behavioural test battery which included: Elevated zero-maze test (unconditioned anxiety), novelty-induced exploratory activity (unconditioned fearfulness or “timidity” in a “Novel cage”), Open field test, context-conditioned fear (freezing), acquisition of two-way active avoidance in a shuttle box (instrumental aversive learning mediated by conditioned anxiety/fear, due to the double “passive avoidance/active avoidance” conflict) and forced swimming test (“depressive-related” symptoms: a model for the screening of antidepressant drugs). Baseline and post-stress (i.e. 20-min exposure to a novel cage) hormone measurements (ACTH, corticosterone and prolactin) were also obtained in Study 1. Following the behavioural and hormonal analyses of both studies a gene expression study (Study 3) was carried out. Thus, in Study 3, differential gene expression was assessed (through microarray analysis and qRT-PCR) in amygdala and hippocampus from subgroups of N/Nih-HS rats selected (from Study 1) according to their “low anxiety” or “high anxiety” behavioural profiles. From the analyses of the different studies we can conclude that: a) regarding their anxiety/fearfulness, passive coping style, “depressive-like” and stress-induced hormonal responses, the N/Nih-HS rats resemble the phenotype profiles of the relatively high-anxious and stress-prone RLA-I rat strain; b) the characteristic genetic heterogeneity of the N/Nih-HS rat stock, and the microarray gene expression results, point to that rat stock as an useful animal model to study the genetic basis of anxiety and fear; c) microarray analysis detected differential expression (between the above mentioned subgroups of N/Nih-HS rats with extreme low or high anxiety) of genes involved in the regulation of neuroendocrine functions, such as prolactin, arginine-vasopressin and oxytocin, which could participate in the modulation on anxiety and fear responses. d) Microarray analysis also detected differential expression of sensory receptor genes, opioid receptor genes (i.e. Oprd1 and Oprl1), immunity-related genes (like H2-M9) and thyroid regulatory genes, like TRH and Tg (hippocampus) and Duox 2 (amygdala).