Introducció La promoció de la salut cardiovascular comporta capacitar les persones per adquirir hàbits saludables. Objectiu Avaluar millora dels hàbits de salut cardiovascular amb intervenció comunitària de persones de 25 a 50 anys. Metodologia Assaig intervenció comunitària, controlat i longitudinal. Variables:sociodemogràfiques,millora i òptim d’hàbits salut cardiovascular. Formació inicial en salut cardiovascular. Educació entre iguals en grup intervenció.Valoracions a inici, 2,6 i 12 mesos. Resultats 68 participants. Millora global:91,4%. Òptim global:47,7%. No diferències entreòptims segons sexe. SOC relacionat amb òptim global, activitat física i control hàbit tabàquic. Òptims global, activitat física i control de pes més elevats en grup control. Estudis primaris i treball, millora més elevada .Òptims més elevats amb estudis de batxillerat/superiors i treball. Conclusions Millora global:91,4% i òptims: 46,7%. Educació entre iguals diferències en millora i control hàbit tabàquic. Estudis de batxillerat i/o superiors, SOC més elevat i treball relacionat amb millora i òptims de salut cardiovascular. / Introduction Promoting cardiovascular health involves empowering people to acquire healthy habits. Purpose Evaluate improving cardiovascular health habits with community involvement of people between 25 and 50 years. Methodology Community intervention trial, controlled,longitudinal. Variables:sociodemographic, improvement and optimal cardiovascular health habits. Initial training in cardiovascular health. Peer education group intervention. Valorations at baseline, 2, 6 and 12 months. Results 68 participants.Global improvement:91,4%. Global optimum:46,7%. Optimums not differences according to gender. SOC related to global optimum, physical activity and smoking control. Global optimum, phisical activity and weigth control higher in the control group.Primary and work improves with higher. Optimal higher secondary studies/work and higher. Conclusions Global improvement: 91,4% and optimum:46,7%. Peer education improvement and differences in smoking control. Secondary studies ans/or higher, higher SOC and work related to improvement and optimal cardiovascular health.

Els polifenols presents a la dieta s’han estudiat extensament pel seus efectes positius sobre diferents components de la síndrome metabòlica (MetS). En aquesta Tesi, es va proposar avaluar els efecte beneficiós dels polifenols de pinyol de raïm sobre la disfunció endotelial i la hipertensió (HTN) associada a la MetS, utilitzant el model de dieta de cafeteria com a model de MetS. Els resultats mostraren que una dosi aguda de 375 mg/Kg d’un extracte de polifenols de baix pes molecular de pinyol de raïm (LM-GSPE) 6 hores post- administració va ser la més efectiva per a baixar la pressió arterial en aquest model de HTN induït per dieta. En questa millora va ser veure la implicació de la Sirtuina-1 (Sirt-1) així com bloqueig del Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA), que com a conseqüència va millorar la funció endotelial. Per una altra banda, es va veure com alguns dels polifenols més abundants del LM-GSPE, com l’(-)-epicatequina, la (+)-catequina o l’àcid gàl·lic, actuaren com a moduladors de la funció endotelial. A més a més, es demostrà que a una baixa dosi de 7 mg/Kg, l’àcid gàl·lic, l’àcid fenòlic més abundant de l’extracte, baixava la pressió arterial de manera aguda en rates espontàniament hipertenses, millorant a més la funció endotelial a través del bloqueig el SRAA, com succeí amb LM-GSPE. No obstant això, i al contrari que LM-GSPE, es trobaren nivells elevats de bradiquinina i descartà la implicació de les sirtuïnes en aquest efecte antihipertensiu. Finalment, es demostrà que la administració crònica de polifenols de pinyol de raïm atenuaren el desenvolupament de HTN així com d’altres factors de risc associats amb la MetS. Per tant, es proposen els polifenols de pinyol de raïm, inclòs l’àcid gàl·lic, com a bons candidats per a ser utilitzats en el tractament de la HTN associada a la MetS. / Los polifenoles presentes en la dieta se han estudiado extensivamente por sus efectos positivos sobre diferentes componentes del síndrome metabólico (MetS). En esta Tesis, se propuso evaluar el efecto positivo de los polifenoles de pepita de uva sobre la disfunción endotelial y la hipertensión (HTN) asociada al MetS, utilizando el modelo de dieta de cafetería como modelo de HTN asociada al MEtS. Los resultados mostraron que la una dosis aguda de 375 mg/Kg de un extracto de polifenoles de bajo peso molecular de pepita de uva (LM-GSPE) 6 horas post-administración fue la más efectiva para reducir la presión arterial en este modelo de HTN inducido por dieta. La implicación de la Sirtuina-1 (Sirt-1) y el bloqueo del Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA), y por consiguiente, la mejora de la función endotelial, fueron demostrados. Por otro lado, se observó como algunos de los polifenoles más abundantes del LM-GSPE, como la (-)- epicatequina, la (+)-catequina o el ácido gálico, actuaron como moduladores de la función endotelial. Además se demostró que el ácido gálico, el ácido fenólico más abundante del extracto, a una dosis baja de 7 mg/Kg bajaba la presión arterial de manera aguda en ratas espontáneamente hipertensas, mejorando además la función endotelial mediante el bloqueo del SRAA, como sucedía con LM-GSPE. No obstante, y al contrario que el extracto, el ácido gálico aumentó la concentración de bradiquinina en plasma y además no se vio implicación de Sirt-1 en el efecto antihipertensivo. Finalmente se demostró que la administración crónica de polifenoles de pepita de uva atenúa la elevación de la presión arterial y el empeoramiento de otros factores de riesgo asociados al MetS. Por tanto, se proponen los polifenoles de pepita de uva, incluido el ácido gálico, como buenos agentes para el control de la presión arterial asociada al MetS. / Dietary polyphenols have been widely studied for their health effects on different components of metabolic syndrome (MetS). In the present Thesis it was aimed to evaluate the beneficial effect of grape-seed polyphenols on endothelial dysfunction and hypertension (HTN) associated with MetS using cafeteria diet-fed rats as a model of MetS. Results showed that an acute dose of 375 mg/kg of a low-molecular grape seed extract (LM- GSPE) 6h after-administration was the most effective in lowering BP in this diet induced HTN model. This improvement was seen to be mediated by Sirtuin-1 (sirt-1) and blockage of the Renin-Angiotensin-Aldosterone System (RAAS) at reducing Ang I and in turns Ang II plasma levels, and as a consequence, improving the endothelial function. Otherwise, some of the principal polyphenol forms in LM-GSPE, such as (-)-epicatechin and (+)-catechin, also showed to act as modulators of endothelial dysfunction. Furthermore, it was demonstrated that at a low dose of 7mg/Kg of gallic acid, the main phenolic acid present in LM-GSPE, acutely reduced BP in spontaneously hypertensive rats, improving endothelial dysfunction by blockage of the RAAS as LM-GSPE. However, gallic acid in contrast to LM-GSPE increased plasma bradykinin levels and not involved Sirt-1 in its antihypertensive effect. Finally it was demonstrated that a chronic administration of grape-seed polyphenols attenuated the development of HTN and other cardiometabolic risk factors associated with MetS. Therefore, grape-seed polyphenols, including gallic acid, are proposed as good candidates to be used as as BP lowering agents in HTN associated with MetS.

Els estudis que s'han realitzat per a aquesta tesi doctoral, aporten més informació sobre quin és el paper de les Fatty acid binding protein 4 (FABP4) i Fatty acid bing protein (FABP5) en les malalties metabòliques. Es van estudiar un total de 457 pacients, afectats de diabetis tipus 2 i altres alteracions metabòliques com la síndrome metabòlica, l'obesitat i la dislipèmia aterogènica. A tots els pacients, se'ls va realitzar anamnesi, antropometria i exploració física. A 327, se'ls va realitzar un estudi vascular de caròtides i d'adipositat abdominal. A tots els subjectes se'ls va realitzar bioquímica completa, incloent perfil lipídic, metabolisme de la glucosa, marcadors d'inflamació ia més es van incloure FABP4, FABP5 i PCSK9 circulants (després de 6 setmanes de rentat en pacients amb hipolipemiants). Es van estudiar 6 SNPs del gen FABP4, 2 SNPs del gen FABP5 i 2 SNPs del gen PCSK9. Totes les mostres van ser estudiades amb el mètode Liposcale, RMN-2D. Tots els pacients van signar consentiment informat. En pacients afectes de trastorns metabòlics, les concentracions de FABP4 no estan modulades per variants del gen FABP4. Cap de les variants estudiades es va associar a nivells de FABP4 altes o baixes. Cap de les variants del gen FABP4 estudiades estaven hiper o hipo-representades en cap de les alteració metabòliques estudiades tot i que en totes elles la FABP4 circulant presentava concentracions elevades. Les concentracions de FABP5 s'associen amb adipositat, alteracions del metabolisme de la glucosa, marcadors de lipolisis i PCRus. Les concentracions de FABP5 es van associar a una distribució i mida de lipoproteïnes, avaluat per RMN, propi de la dislipèmia aterogènica. Les concentracions de FABP5 es van relacionar amb la presència de plaques a nivell carotidi. Les concentracions plasmàtiques de PCSK9, més enllà de la seva relació amb el metabolisme de les LDL, es correlacionen amb elements de dislipèmia aterogènica. A més es va correlacionar de forma positiva amb les concentracions de FABP4, encara que no amb les de FABP5. / Los estudios que se han realizado para esta tesis doctoral, aportan más información sobre cuál es el papel de las Fatty acid binding protein 4 (FABP4) y Fatty acid bing protein 5 (FABP5) en las enfermedades metabólicas. Se estudiaron un total de 457 pacientes, afectos de diabetes tipo 2 y otras alteraciones metabólicas como el síndrome metabólico, la obesidad y la dislipemia aterogénica. A todos los pacientes, se les realizó anamnesis, antropometría y exploración física. A 327, se les realizó un estudio vascular de carótidas y de adiposidad abdominal. A todos los sujetos se les realizó bioquímica completa, incluyendo perfil lipídico, metabolismo de la glucosa, marcadores de inflamación y además se incluyeron FABP4, FABP5 y PCSK9 circulante (tras 6 semanas de lavado en pacientes con hipolipemiantes). Se estudiaron 6 SNPs del gen FABP4, 2 SNPs delgen FABP5 y 2 SNPs del gen PCSK9. Todas las muestras fueron estudiadas con el método Liposcale, RMN-2D. Todos los pacientes firmaron consentimiento informado. En pacientes afectos de trastornos metabólicos, las concentraciones de FABP4 no están moduladas por variantes del gen FABP4. Ninguna de las variantes estudiadas se asoció a niveles de FABP4 altas o bajas. Ninguna de las variantes del gen FABP4 estudiadas estaban hiper o hipo-representadas en ninguna de las alteración metabólicas estudiadas a pesar de que en todas ellas la FABP4 circulante presentaba concentraciones elevadas. Las concentraciones de FABP5 se asocian con adiposidad, alteraciones del metabolismo de la glucosa, marcadores de lipolisis y PCRus. Las concentraciones de FABP5 se asociaron a una distribución y tamaño de lipoproteínas, evaluado por RMN, propio de la dislipemia aterogénica. Las concentraciones de FABP5 se relacionaron con la presencia de placas a nivel carotídeo. Las concentraciones plasmáticas de PCSK9, más allá de su relación con el metabolismo de las LDL, se correlacionan con elementos de dislipemia aterogénica. Además se correlacionó de forma positiva con las concentraciones de FABP4, aunque no con las de FABP5. / This thesis provides information on which is the role of Fatty acid binding protein 4 (FABP4) Fatty acid and protein 5 (FABP5) in metabolic disorders. A total of 457 patients, suffering from type 2 diabetes and other metabolic disorders such as metabolic syndrome, obesity and atherogenic dyslipidemia were studied. All patients underwent anamnesis, physical examination and anthropometry. 327 participants underwent an ultrasound vascular study of carotid and also a study of abdominal adiposity. All subjects,after 6 weeks of lipid lowering wash-out if necessary, underwent complete biochemistry, including lipid profile, glucose metabolism, inflammatory markers and also FABP4, FABP5 and circulating PCSK9. . 6 SNPs of FABP4 gene, 2 SNPs of FABP5 gen and 2 SNPs of PCSK9 gene were studied. All samples were tested with Liposcale, 2D NMR method. All patients gave informed consent. In patients with metabolic disorders, FABP4 concentrations are not modulated by FABP4 gene variants. None of the variants studied were associated with high or low FABP4. None of the FABP4 variants studied were over or under-represented in any of the studied metabolic alterations, despite circulating FABP4 was higher in all of them. FABP5 concentrations are associated with adiposity, impaired glucose metabolism, markers of lipolysis and hsCRP. FABP5 concentrations were associated with lipoprotein size distribution, evaluated by NMR, typical of atherogenic dyslipidemia. FABP5 concentrations were associated with the presence of plaques in carotid arteries. PCSK9 plasma concentrations, beyond its connection with LDL metabolism, correlated with elements of atherogenic dyslipidemia. It was also positively correlated with the concentrations of FABP4, but not with FABP5.

El remodelat vascular es un procés crític que present en el desenvolupament de patologies cardiovasculars com l’aterosclerosi i l’aneurisma d’aorta abdominal (AAA). La Lisil Oxidasa (LOX) i la Fibulina-5 (FBLN5) són dues proteïnes de matriu extracel•lular essencials en la formació i manteniment de les fibres elàstiques. Ambdues participen en processos fisiopatològics caracteritzats per l’alteració de l’equilibri síntesi/destrucció de la matriu extracel•lular i han estat involucrades en el remodelat vascular. Estudis en models experimentals han proporcionat indicis sobre la possible vinculació d’aquestes proteïnes en el desenvolupament d’aterosclerosi i d’AAA, si bé existeixen molts aspectes de la biologia d’aquestes proteïnes que haurien de ser analitzats en profunditat. Un aspecte crític en el remodelat vascular associat a la progressió de la lesió ateroscleròtica és l’aparició de regions d’hipòxia. L’estrès hipòxic és característic d’alguns processos fisiològics, però també de patologies com el càncer, els trastorns isquèmics, la inflamació crònica i l’aterosclerosi. Les cèl•lules endotelials són els sensors primaris d’aquest estrés hipòxic, i la seva adaptació a la hipòxia es produeix a través d’una complexa resposta finament regulada que afecta múltiples aspectes de la seva biologia, com la supervivència cel•lular, el control del to i la permeabilitat vascular, l’angiogènesi i el remodelat de la matriu extracel•lular. No obstant, no s’ha establert si la hipòxia pot regular la expressió de la LOX i la FBLN5 en cèl•lules endotelials ni la repercussió fisiològica que podria tenir. Les investigacions desenvolupades pel nostre grup indiquen que la LOX és un enzim clau en el manteniment de la integritat de l’endoteli i de la funció endotelial. La capacitat d’aquest enzim de controlar l’expressió gènica, en base a la seva activitat al nucli, així com l’activitat de factors de creixement fonamentals en l’homeòstasi vascular com el bFGF i el PDGF, suggereix que aquest enzim controla funcions cel•lulars que poden ser determinants en el desenvolupament de malalties cardiovasculars. En base a aquests antecedents, ens hem plantejat com a hipòtesis de treball que la LOX i la FBLN5 són proteïnes clau en l’homeòstasi vascular, que participen en la resposta adaptativa de les cèl•lules vasculars a la hipòxia, i que contribueixen al desenvolupament de patologies vasculars com l’aterosclerosi i l’aneurisma d’aorta abdominal. Els nostres resultats han demostrat que en artèries coronàries humanes, la LOX s’expressa principalment a l’endoteli i a l’adventícia, i que és la isoforma més expressada en cèl•lules vasculars, juntament amb la LOXL2. En cèl•lules endotelials, l’expressió de LOX i FBLN5 s’incrementa en resposta a hipòxia a través de mecanismes transcripcionals, si bé amb clares diferències entre ambdues proteïnes. Així, el factor HIF-1 juga un paper secundari en la regulació de la LOX per hipòxia en cèl•lules endotelials, una resposta en la que estan involucrades proteïnes de la família Smad i l’estrès oxidatiu. Per contra, HIF-1 és el principal responsable de la inducció de la FBLN5 en cèl•lules endotelials, en les quals hem demostrat que aquesta proteïna contribueix a la resposta adaptativa a l’estrès hipòxic. Finalment, hem observat que la sobre-expressió de LOX en cèl•lules endotelials mitjançant un sistema lentiviral indueix canvis en l’expressió gènica que afecten la senyalització i la comunicació cèl•lula-cèl•lula, d’entre els quals en destaca la inhibició de l’α2-macroglobulina. / Vascular remodeling is a critical process in the development of cardiovascular diseases such as atherosclerosis and abdominal aorta aneurysm (AAA). Lysyl oxidase (LOX) and Fibulin-5 (FBLN5) are two extracellular matrix proteins essential for the elastic fiber development and maintenance, and they both have an active role in physiological processes in which vascular remodeling is involved. By using different animal models, these proteins have been suggested to be involved with atherosclerosis and AAA. A critical aspect of the vascular remodeling in the atherosclerotic lesion is the apparition of hypoxic areas. Endothelial cells are primary sensors to the hypoxic stress, responding to it in a complex but subtly regulated way that affects multiple aspects of its biology. Nevertheless, it has not been established if the hypoxic stimulus can modulate LOX and FBLN5 expression, nor its possible physiological repercussions. Research made in our group shows the importance of LOX in the endothelial activity and vascular function. LOX can control the genetic expression as well as the activity of growth factors essential for the vascular homeostasis, suggesting that this enzyme may control cellular functions essential for the development of cardiovascular diseases. Based on these results, we have considered as working hypothesis that LOX and FBLN5 are key proteins in the vascular homeostasis, that they take part of the vascular response to hypoxia, and that they contribute to the development of vascular diseases like atherosclerosis and the AAA. Our results show that hypoxia transcriptionally induces LOX and FBLN5 in endothelial cells. While HIF-1 plays a secondary role in the regulation of LOX, being also involved in this modulation Smad proteins and oxidative stress, it is the main factor responsible for the FBLN5 induction. We also demonstrate that the modulation of FBLN5 in endothelial cells contributes to their adaptive response to hypoxia. Moreover, we have observed that overexpressing LOX in endothelial cells downregulates α2-macroglobulin expression.

En esta tesis hemos evaluado la participación del óxido nítrico (NO), inducible (iNOS) y constitutivo (cNOS), en las alteraciones vasculares y renales de la cirrosis hepática experimental. Los principales resultados son: 1) Las ratas cirróticas presentan una hiporrespuesta vascular aórtica a fenilefrina debida a una mayor producción de cNOS endotelial. 2) El riñón cirrótico muestra una redistribución del flujo sanguíneo hacia la región medular (medido mediante micro-tomografía computerizada) y una menor capacidad vasodilatadora intrarrenal global, debida a una menor contribución de las prostaglandinas que no es compensada por la mayor producción renal de NO. 3) La inhibición aguda del iNOS con aminoguanidina y la administración aguda y crónica de L-NAME que inhibe iNOS y cNOS, mejoran significativamente la hipotensión arterial y la excreción de sodio y agua en los animales cirróticos. Concluyendo, iNOS y cNOS contribuyen aunque en proporciones distintas a las alteraciones vasculares y renales de la cirrosis. / In this thesis we have evaluated the contribution of nitric oxide (NO), inducible (iNOS) and constitutive (cNOS), in the renal and vascular alterations during experimental liver cirrhosis. The main results are: 1) Cirrhotic rats show an aortic vascular hyporesponsiveness to phenylephrine due to a higher endothelial cNOS production. 2) The cirrhotic kidney reveals a blood flow redistribution to the medullary region (measured by micro-computed tomography) and a lower intrarenal vasodilatory capacity due to a decrease in the prostaglandins participation that is not compensated by the elevated renal NO production. 3) Acute inhibition of iNOS with aminoguanidine and acute and chronic administration of L-NAME that inhibits iNOS and cNOS, significantly improve the arterial hypotension and sodium and water excretion in the cirrhotic animals. In conclusion, iNOS and cNOS contribute at a different extent to the vascular and renal abnormalities observed in cirrhosis.

Study and evaluation of patients with heart failure related with ischemic and dilated cardiomyopathy is interesting for the clinical practice. Similarly, the analysis of the behavior of the respiratory system of patients undergoing extubation process is still research topic, and is particularly important to determine the optimal moment for the weaning process. In Both cases, the study of the cardiac and respiratory systems, and their interaction can contribute to identify new medical process, and increase the knowledge of the pathologies studied. The main goal of this research is the analysis and characterization of the behavior of the cardiovascular system, the respiratory system, and the cardiorespiratory interaction in patients with chronic heart failure, and patients assisted by mechanical ventilation on the processes of weaning trials. We propose the extraction of information that allows to enhance the knowledge of the physiological behavior, and improve the diagnosis and stratification of these patients. Cardiomyopathy is a disease of the cardiac muscle reducing the heart’s pumping ability. Patients with chronic heart failure (CHF) usually present changes in the respiratory behavior, with periodical changes in the tidal volume, known as periodic breathing (PB). In order to study chronic heart failure patients, we propose to analyse the cardiorespiratory interaction through characteristics extracted, in time and frequency domain, from the respiratory flow (FLW), respiratory volume (VOL), electrocardiogram ECG, and blood pressure (BP) signals. The study was performed in 50 patients with dilated cardiomyopathy (19 patients), and ischemic cardiomyopathy (31 patients). A periodic respiratory pattern is considered as an indicator of the severity of these disease. Using the respiratory flow envelope, we calculated the modulation index (M) associated to the periodic breathing. First part of the study considered CHF patients classified based on the modulation index. The study was performed considering 35 segments of signals non modulated (GN, M<10%), and 12 signal segments high modulated (GH, M>75%). Considering these time segments, we studied parameters extracted from the cardiac, respiratory and cardiorespiratory interaction related to the envelope of the respiratory flow signal. The main objective is to analyze differences on the cardiovascular behavior between non modulated and modulated patients. Studying respiratory signals, the main differences were found on the end expiratory lung volume (EELV). Considering the parameters extracted from the ECG, were obtained difference on the spectrum of the upward and downward slope of the QRS complex. Differences were also found on the heart rate variability. From the analysis of the magnitude squared coherence (MSC) between the series and the envelope the main differences were found in the frequency domain on the band of very low frequency. This result suggest that the periodic changes on the tidal volume are presented in the cardiac behavior. CHF patients were also studied through an unsupervised classification based on the K-means method. Time and frequency features extracted from the series were used to perform a 2 clusters classification. Based on these cluster were analyzed the clinical information. Additional, were study the modulation index on these clusters. Results suggest a strong correlation between feature extracted form ECG series and the modulation of the respiratory. Clusters calculated form BP series are related with the blood volume on the ventricle. Mechanical ventilation guarantee a correct alveolar ventilation in patients with respiratory failure. Weaning trial is the process of transfer the respiratory effort from the mechanical ventilator to the patient. This study investigated the contribution of spectral signals of heart rate variability (HRV) and respiratory flow, and their coherence to classifying patients on weaning process from mechanical ventilation. A total of 121 candidates for weaning, undergoing spontaneous breathing tests, were analyzed: 73 were successfully weaned (GS), 33 failed to maintain spontaneous breathing so were reconnected (GF), and 15 were extubated after the test but reintubated within 48 h (GR). The power spectral density and MSC of HRV and respiratory flow signals were estimated. Dimensionality reduction was performed using principal component analysis (PCA) over the spectral signals. Considering this new space formed by the PCA were calculated a fuzzy K-nearest neighbor classification. Best classification index, applying PCA and fKNN methods, were obtained considering the spectral signal of the MSC between HRV and FLW. The classifiers present a good balance between sensibility and specificity, and high accuracy of 92% comparing GS vs. GF, 86% classifying GS vs. GR, and 83% classifying GS vs. GFR. Reintubated patients is the most complex group for the analysis and classification, because at the beginning of the trial the behavior is similar to the success patients, but before 48 h the evolution of the respiratory pattern is more comparable to the failure patients. However, applying our method the index of accuracy, sensibility and specificity comparing GR against the other groups are above 80%. Spectral analysis of weaning trial patients were complemented with a nonlinear study based on the recurrence plot (RP) method. Additional, to the individual RP analysis of the HRV series, inspiratory time series (TI ), and respiratory time series (TTot), were performed the study of the cardiorespiratory interaction through the cross recurrence plot (CRP) and joint recurrence plot (JRP). One of the main issues for the application of the recurrence technique is the correct selection of the embedding dimension (ε). We propose the application of the method based on the analysis of ROC curves comparing observational noise against the signals of the study. This method allow the selection of the optimal ε for each data series. Recurrence matrix where characterized based on the parameters extracted applying the recurrence quantification analysis (RQA). Comparing the different groups that the main differences was observed on the determinism and stationarity of the signals. Patients of the success group show higher values of determinism, suggesting that time series extracted form de GE patients during the weaning trials are more stationary comparing with the orders groups. Analyzing the result obtained from JRP, it concludes that patients from GS show a higher mutual recurrence between HRV and the time series (TI and (TTot. Based on the RQA parameters obtained for each time series extracted, was proposed a supervised classification applying support vector machine technique (SVM). The best classification obtained were abode the 80% in accuracy. The results obtained suggest that recurrence plot and especially joint recurrence plot techniques could improve the discrimination and characterization of patients on weaning trials / El estudio y la evaluación de pacientes con problemas cardíacos relacionados con cardiomiopatía isquémica o dilatada son de gran interés para la práctica clínica. Igualmente, el análisis del comportamiento del sistema respiratorio de pacientes en proceso de extubación continúa siendo tema de investigación, y un reto en la práctica clínica. En ambos casos, el estudio de los sistemas cardíaco y respiratorio, y de su interacción cardiorespiratoria pueden contribuir a definir nuevos procesos clínicos, y a un mayor conocimiento de las patologías estudiadas. Pacientes con fallo cardíaco crónico (CHF) a menudo presentan aumentos y disminuciones periódicas en el volumen de tidal. Para el estudio de estos pacientes se propone el análisis de la interacción cardiorespiratoria, a través de la caracterización en el dominio temporal y frecuencial de las señales de flujo (FLW) y volumen (VOL) respiratorio, la señal ECG y la señal de presión sanguínea (BP). Se analizaron 50 pacientes diagnosticados con cardiomiopatía dilatada (19 pacientes), y cardiomiopatía isquémica (31 pacientes). A partir de la envolvente de la señal FLW se calculó el índice de modulación (M) asociado con el comportamiento periódico de la respiración. Para el estudio fueron considerados 35 segmentos de señal no modulada (GN, M<10%), y 12 segmentos muy modulados (GH, M>75%). Las principales diferencias se encontraron al analizar los parámetros relacionados con el volumen pulmonar al final de la espiración, los valores espectrales de las pendientes de subida y de bajada del complejo QRS, y la variabilidad del ritmo cardíaco (HRV). El análisis de la magnitud de la coherencia al cuadrado (MSC) entre las series extraídas y la envolvente de la señal FLW presentó las principales diferencias en la banda de muy baja frecuencia (VLF), con valores más elevados en los pacientes del grupo GH. Teniendo en cuenta los parámetros temporales y espectrales de las series extraídas de las señales cardiovascular y respiratoria se realizó una clasificación de los pacientes CHF aplicando el método no supervisado K-means. Al analizar las señales de presión sanguínea se observa una marcada correlación entre los clusters formados por el clasificador y los parámetros de volumen de sangre en los ventrículos. El destete es el proceso de transferencia del trabajo respiratorio desde el ventilador mecánico al paciente. Se propone evaluar las componentes espectrales de la HRV, de la señal FLW, y de su coherencia espectral para la identificación de pacientes exitosos (GE) en el test de respiración espontánea, pacientes que fracasan (GF) en el proceso de destete, y pacientes que habiendo superado la prueba inicial de respiración espontánea, antes de 48 h tuvieron que ser reintubados y reconectados al ventilador mecánico (GR). Para este estudio se analizaron las señales ECG y FLW de 121 pacientes asistidos mediante ventilación mecánica y sometidos a la prueba de tubo en T para la extubación. La caracterización del comportamiento cardiorespiratorio se realizó aplicando un análisis de componentes principales (PCA) a los espectros de las señales. En particular, se estudió la magnitud de la coherencia al cuadrado (MSC) como medida espectral del acople entre las señales HRV y FLW. Los pacientes fueron clasificados aplicando la técnica fuzzy K vecinos más cercanos (fKNN). Los mejores índices de clasificación se obtuvieron al considerar la señal espectral de la MSC entre la HRV y FLW, obteniéndose clasificaciones superiores al 80%. El estudio espectral de los pacientes en proceso de extubación se complementó con un estudio no lineal basado en la técnica de recurrence plot (RP). Adicionalmente, al estudio individual de las series de HRV, los tiempos de inspiración (Ti), y los tiempos de duración del ciclo respiratorio (TTot), se realizó el análisis de su interacción aplicando el método de joint recurrence plot (JRP). Pacientes del grupo GE presentaron valores más elevados al compararlos con los otros grupos.

The anti-atherogenic effects ascribed to a Mediterranean-type diet rich in monounsaturatedfatty acids (MUFAs) from virgin olive oil are due, partly, to an increase in, or maintenance of,plasma concentrations of high density lipoprotein (HDL) cholesterol. However, the underlyingmechanisms that may explain these concentrations are not well characterised, to-date.Apolipoprotein (apo) A-I (apoA-I) is the major HDL apo and its kinetic parameters, such asproduction rate and catabolic rate, reflect the kinetics of the HDL particle. Our workinghypothesis is as follows: a Mediterranean-type diet rich in MUFAs from virgin olive oil,compared to a STEP II diet, increases or preserves HDL cholesterol concentrations due to anincrease in apoA-I production and not to a decrease in apoA-I catabolism. Kinetic studiesusing stable isotopes are, perhaps, the best approach in physiologically evaluating apoproduction and catabolism in humans. This methodology has not as yet been implemented inSpain. Objectives: to implement the necessary methodology to perform kinetic studies of apoB-100 and, especially, of apoA-I and apoA-II in volunteers in vivo using stable isotopes tolabel proteins in vivo. Further, we used this methodology to analyse the overall effects of aMediterranean-type diet rich in monounsaturated fatty acids from virgin olive oil comparedwith a low-fat, STEP II diet, on HDL and low density lipoprotein (LDL) metabolism. Design:we conducted a crossover, randomised study with dietary intervention periods of 4 weeks,interspersed with a washout period between diets. A total of 10 healthy, moderatelyhypercholesterolaemic, male volunteers consumed the two diets. The project was approvedby the Clinical Research Ethical Committee of the Hospital Universitari de Sant Joan, Reus.Instrumentation: kinetic studies were performed at the end of each diet using a 16h primedconstant infusion of stable isotope2H3-L-leucine. Lipoprotein fractions were separated usingultracentrifugation technique. Stable isotope incorporated into proteins was measured usingGC-MS. The data obtained were analysed applying multi-compartmental modelling techniquewith the SAAM II program. ApoA-I and A-II kinetic studies were conducted in our ResearchUnit in Reus. Apo B-100 kinetic studies and kinetic parameter modelling were performed incollaboration with Dr. Caslake and Professor Packard of the Vascular Biochemistry Section,Division of Cardiovascular & Medical Sciences, Royal Infirmary, University of Glasgow,Glasgow, Scotland. Results: the Mediterranean diet, compared to the STEP II diet,significantly increases apoA-I plasma concentrations. A total of 17 kinetic studies have beenperformed but, due to methodological complexity, only the results of 7 kinetic studies (4following a Mediterranean diet and 3 following a STEP II diet) that have been analysed in aGC-MS to-date, are presented in this thesis. Despite the limitation of the low number ofkinetic studies analysed, we are able to document that the Mediterranean diet induces a highapoA-I HDL production rate compared to the STEP II diet. Also, the Mediterranean dietinduces a high apo B-100 LDL production rate and fractional catabolic rate compared to theSTEP II diet. Conclusions: we have, for the first time in Spain, implemented the necessarymethodology to perform apo B-100, apoA-I and A-II kinetic studies in vivo using stableisotopes in human subjects. A high apoA-I production rate is the main determinant of highplasma concentrations of apoA-I, and not variations in its catabolism. Lipoprotein kineticstudies enable the monitoring of lipoprotein metabolic parameters and the investigation ofnutritional and pharmacologic interventions in the primary and secondary prevention ofcardiovascular disease targets. / Els efectes antiaterogènics atribuïts a una dieta de tipus mediterrani, rica en àcids grassosmonoinsaturats (AGM), aportats per oli d'oliva verge, són deguts, en part, a l'augment o almanteniment de les concentracions plasmàtiques de colesterol de les lipoproteïnes d'altadensitat (HDL). No obstant i fins al moment, no es coneixen del tot els mecanismes queexpliquen aquestes concentracions. L'apolipoproteïna (apo) A-I (apoA-I) és l'apolipoproteïnamajoritària de les HDL i els seus paràmetres cinètics, com ara la taxa de producció i la taxade catabolisme, reflexen la cinètica de les partícules d'HDL. La nostra hipòtesi de treball és lasegüent: una dieta Mediterrània rica en AGM aportats per oli d'oliva verge, comparada ambuna dieta STEP II, incrementa o manté els nivells de colesterol de les HDL degut a unaugment de la producció i no a una disminució de la degradació d'apoA-I. Possiblement, larealització d'estudis de cinètiques utilitzant isòtops estables és la forma més fisiològicad'avaluar la producció i la degradació d'apolipoproteïnes en l'home. Objectiu: Implementar lametodologia necessària per realitzar cinètiques d'apo B-100 i, especialment, d'apoA-I id'apoA-II en voluntaris in vivo utilitzant isòtops estables com a marcatge de les proteïnes.Aplicar aquesta metodologia per comparar els efectes d'una dieta Mediterrània rica en olid'oliva verge amb una dieta pobra en greixos STEP II sobre el metabolisme de les HDL i deles lipoproteïnes de baixa densitat (LDL). Disseny: Estudi creuat randomitzat de 4 setmanesd'intervenció dietètica, amb un període de rentat entre elles. 10 voluntaris, homes sans,moderadament hipercolesterolèmics van seguir ambdues dietes. Aquest estudi va seraprovat pel Comitè d'Ètica i d'Investigació Clínica de l'Hospital Universitari de Sant Joan deReus. Instrumentalització: Estudi cinètic mitjançant la injecció i perfusió d'isòtop estable 2H3-L-leucina en forma d'un bolus inicial i de perfusió durant 16h al final de cada dieta. Lesdiferents fraccions lipoproteïques es van separar per ultracentrifugació. La detecció d'isòtopincorporat va ser mitjançant GC-MS. Les dades obtingudes es van analitzar amb modelsmulticompartimentals i el programa SAAM II. Els estudis cinètics d'apoA-I i d'apoA-II es vanposat a punt i realitzat a la nostra Unitat de Recerca a Reus. Els estudis d'apo B-100 i lamodelització de les dades cinètiques es van realitzar en colClaboració amb el grup de recercade la Vascular Biochemistry Section, Division of Cardiovascular & Medical Sciences, RoyalInfirmary, University of Glasgow, Glasgow). Resultats: La dieta Mediterrània, comparadaamb la dieta STEP II, incrementa significativament la concentració plasmàtica d'apoA-I.S'han realizat 17 cinètiques però, degut a la complexitat de la metodologia, en aquesta tesises presenten els resultats de les 7 cinètiques (4 després de la dieta Mediterrània i 3 desprésde la dieta STEP II) analitzades per GC-MS fins ara. A pesar de l'escàs nombre de cinètiques,s'observen certes tendències. La dieta Mediterrània, comparada amb la dieta STEP II,presenta una major taxa de producció d'apoA-I de les HDL, així com una major taxa deproducció i de catabolisme de l'apo B-100 de les LDL. Conclusions: S'ha implementat lametodologia dels estudis de cinètiques amb isòtops estables de l'apoA-I i l'apoA-II de lesHDL i de l'apo B-100 de les VLDL1, VLDL2, IDL i LDL. El determinant de les concentracionsmés elevades d'apoA-I en plasma és una major taxa de producció d'aquesta apo i nodiferències en el seu catabolisme. Les aportacions de las cinètiques de les lipoproteïnespermetran avançar en els mecanismes lipídics involucrats en les malalties vasculars i aportarnous aspectes sobre les dianes nutricionals i farmacològiques.

La hipòtesi establerta va ser que la modificació oxidativa de les lipoproteïnes de baixa densitat (LDL) i de les lipoproteïnes d'alta densitat (HDL) augmenta el potencial aterogènic d'aquestes lipoproteïnes. Estudis anteriors havien mostrat que les LDL oxidades eren reconegudes pel receptor depurador dels macròfags i afavorien l'acúmul de colesterol dins de la cèl·lula, associat a la transformació del macròfag en cèl·lula espumosa, punt central en la formació de la placa d'ateroma. Recentment, s'ha observat que la modificació oxidativa de les HDL provoca una disminució de la sortida del colesterol cel·lular i afavoreix un major acúmul de colesterol dins de la cèl·lula. Per tant, la modificació oxidativa de les LDL i de les HDL pot jugar un paper important en la formació i desenvolupament de l'arteriosclerosi.Per un altre costat, sabem que la dieta modula la composició i el metabolisme de les LDL i HDL, la qual cosa explica, almenys en part, la diferent aterogenicitat lligada a les dietes. En particular, el nostre interès es va centrar en el fet que l'enriquiment en àcid oleic de les partícules lipoproteiques, a través de la dieta, proporcionava una protecció addicional enfront dels fenòmens oxidatius.Vam estudiar les LDL i HDL com a principals partícules lipoproteiques implicades en el transport lipídic i en la formació de la placa d'ateroma. Dins de les HDL vam estudiar les HDL3 per ser la subfracció més directament implicada en la sortida del colesterol de les cèl·lules.En el nostre estudi vam comparar els efectes d'una dieta rica en àcid linoleic, aportat per l'oli de gira-sol, i d'una dieta rica en àcid oleic, subministrat per un oli de gira-sol modificat per tal d'enriquir-lo en aquest àcid, sobre:-Les concentracions en lípids, lipoproteïnes i apolipoproteïnes del plasma.-La composició química global de les fraccions LDL i HDL3.-La composició en àcids grassos dels fosfolípids de les HDL3.-La fluidesa de les LDL i HDL3.-La peroxidació lipídica de les HDL3 natives, així com la susceptibilitat a l'oxidació de les LDL i HDL3.-La concentració en plasma, LDL i HDL3 dels antioxidants biològics: &#61537;-tocoferol i &#61538;+&#61543;-tocoferol i retinol.-La capacitat de les LDL aïllades després de les dues dietes per a ésser reconegudes pel receptor depurador dels macròfags humans.-La capacitat de les HDL3 aïllades després de les dues dietes per extreure el colesterol cel·lular en fibroblasts i macròfags humans.Les LDL i HDL van ser obtingudes del plasma de 22 monjos sans amb una edat (mitjana &#61617; ES) de 53.7 &#61617; 3.1 anys. Aquests individus van ser assignats a l'atzar a dos grups de 11 individus cadascun d'ells. Es va calcular una dieta isocalòrica amb un aport de greixos del 38%, amb un 15% del total calòric provinent de l'oli (oli de gira-sol convencional o bé una nova varietat d'oli de gira-sol que conté més d'un 80% d'àcid oleic). Els nostres resultats reafirmen la hipòtesi que una dieta rica en àcid oleic augmenta la resistència de les LDL i de les HDL3 a l'estrès oxidatiu, a igualtat en el contingut d'antioxidants. Aquest fet explica, almenys en part, la menor aterogenicitat lligada a una dieta rica en àcid oleic. Per un altre costat, aquestes dues dietes, l'una rica en àcid oleic i l'altra rica en àcid linoleic, que provenen d'olis diferents originats a partir de la llavor de gira-sol, indueixen unes lipoproteïnes que han mostrat, segons les característiques estudiades, una estructura i un comportament metabòlic similar.Aquests resultats confirmen els efectes de la dieta en l'oxidació i contribueixen a explicar els mecanismes d'acció dels àcids grassos de la dieta en l'arteriosclerosi. / This study was conducted to evaluate whether diets rich in oleic acid could result in HDL3 particles with greater resistance to oxidative modification compared with a linoleic acid enriched diet, as it has been observed for LDL.Plasma LDL and HDL3 were obtained from 22 healthy monks aged 53.7 &#61617; 3.1 years (mean &#61617; SE), who were randomly assigned to a 32-wk crossover study of a variant of sunflower oil containing more than 80% oleic acid (oleic acid diet) compared with conventional sunflower oil containing 67% linoleic acid (linoleic acid diet). The two diet test periods of 8 weeks each contained 38% of total calories as fat respectively. HDL3 isolated after the oleic acid diet were enriched in oleic acid in phospholipids. LDL and HDL3 obtained after the oleic acid diet were remarkably resistant to oxidative modification. Plasma lipids, lipoproteins and apolipoprotein (apo) B concentrations showed no differences after the two diets, but higher levels of apo A-I and A-II were observed after the oleic acid diet. LDL and HDL3 composition, fluidity and vitamins E, A and &#61538;+&#61543; tocopherol concentrations were not significantly different between the two diets. Competition studies with 125I-Ox LDL in macrophages were similar after the two diets. The capacity of HDL3 to induce [3H]free cholesterol efflux from fibroblasts and macrophages also showed no differences after the two diets.These results suggest that, like LDL, HDL3 rich in oleic acid are protected against oxidation, the resistance of these lipoproteins to oxidation being mainly determined by their oleic acid content This study demonstrates the feasibility of a diet rich in oleic acid as an attractive way to cardiovascular dietary prevention.

In this thesis I propose a novel method to estimate the dose and injection-to-meal time for low-risk intensive insulin therapy. This dosage-aid system uses an optimization algorithm to determine the insulin dose and injection-to-meal time that minimizes the risk of postprandial hyper- and hypoglycaemia in type 1 diabetic patients. To this end, the algorithm applies a methodology that quantifies the risk of experiencing different grades of hypo- or hyperglycaemia in the postprandial state induced by insulin therapy according to an individual patient’s parameters. This methodology is based on modal interval analysis (MIA). Applying MIA, the postprandial glucose level is predicted with consideration of intra-patient variability and other sources of uncertainty. A worst-case approach is then used to calculate the risk index. In this way, a safer prediction of possible hyper- and hypoglycaemic episodes induced by the insulin therapy tested can be calculated in terms of these uncertainties. / En esta tesis se propone un nuevo método para estimar la dosis y el instante de inyección que genere el menor riesgo para una terapia intensiva de insulina. El sistema de dosificación utiliza un algoritmo de optimización para determinar la dosis de insulina y el instante de inyección que reduzcan al máximo el riesgo de hiperglucemia e hipoglucemia posprandial en pacientes diabéticos tipo 1. Para ello, el algoritmo aplica una metodología que cuantifica el riesgo de sufrir diferentes grados de hipoglucemia e hiperglucemia en estado postprandial inducida por la terapia de insulina de acuerdo a los parámetros de cada paciente. Aplicando análisis intervalar modal se predice el nivel de glucosa postprandial considerando la variabilidad intrapaciente y otras fuentes de incertidumbre. Con un planteamiento del peor caso se calcula una predicción más segura de posibles episodios de hiperglucemia e hipoglucemia inducida por la terapia de insulina en términos de dichas incertidumbres.

El hierro es un mineral esencial para la vida, y así como su deficiencia está claramente establecida como un problema de salud, la elevación moderada de sus niveles no está científicamente reconocida como perjuicio para la salud. No es así, sin embargo, con el nivel excesivamente elevado, en el cual si está establecida una enfermedad hereditaria grave, la Hemocromatosis Hereditaria, relacionada con la presencia de mutaciones en el gen HFE. Estas mutaciones provocan un aumento de la absorción del hierro dietético hasta provocar una sobrecarga de hierro grave que lesiona las células corporales perjudicando su funcionamiento.Sin embargo en los últimos años, los niveles ligeramente elevados de hierro se han asociado a un aumento del estrés oxidativo que puede contribuir en la aparición de enfermedades crónicas y muy frecuentes en nuestra sociedad como enfermedad cardiovascular, cáncer, diabetes y diversas enfermedades neurodegenerativas.Ante esta situación de los conocimientos científicos, en este estudio nos propusimos establecer la prevalencia de las mutaciones en el gen HFE (C282Y, H63D y S65C) y la prevalencia de la sobrecarga de hierro moderada en la población general con el objetivo novedoso de poder estudiar las relaciones que se establecieran entre las mutaciones del gen HFE, la dieta y los niveles de hierro y analizar el efecto de dichos niveles sobre el estrés oxidativo en la misma muestra de sujetos. Para ello estudiamos 815 individuos de tres municipios de la provincia de Tarragona, representativos de nuestra población. Del estudio hemos obtenido que un elevado porcentaje (46%) de los sujetos presentan mutaciones en el gen HFE y un 25,3 % presentan sobrecarga de hierro (22,6% moderada y 2,7% severa). La presencia de algunos genotipos, en concreto los genotipos compuestos C282Y/H63D y H63D/S65C, poco frecuentes en nuestra población (2,5%), son los que más aumentan los niveles de hierro. La ingesta de hierro y alcohol y la disminución de la ingesta de calcio también se relacionan con un aumento de los niveles de hierro orgánico. También hemos podido observar que las mujeres que presentan un aumento de los niveles de hierro circulante así como aquellas que ingieren más hierro dietético, tienen mayor estrés oxidativo en el organismo. Además, los sujetos con mayores niveles de hierro almacenado a nivel corporal así como los que ingieren mayores cantidades de vitamina C y D, presentan una mayor capacidad antioxidante en el organismo. Con lo cual podemos concluir que en nuestra población general, la presencia de ciertos genotipos conjuntamente con un tipo determinado de consumo dietético tiene un mayor riesgo de tener un estado de hierro corporal moderadamente elevado que está relacionado con el perjuicio del estrés oxidativo. Por tanto, si se confirmaran estas relaciones, la actuación de medidas preventivas para corregirlas mejoraría el estado de salud de la población. / Iron is a mineral that is essential to life and although its lack is clearly recognized as being harmful to health, moderate increases in levels are not. Excessive increases in levels, however, have been established as a serious hereditary disease, Hereditary Hemochromatosis, which is caused by mutations in the HFE gene. These mutations increase the absorption of dietary iron, leading to a serious iron overload that damages the body cells and prevents them from functioning as they should.In recent years, however, slightly increased iron levels have been associated with an increase in oxidative stress that may contribute to the appearance of chronic diseases that are very common in our society such as cardiovascular disease, cancer, diabetes and several neurodegenerative diseases.In this study, therefore, we aimed to establish the prevalence of mutations in the HFE gene (C282Y, H63D and S65C) and the prevalence of moderate iron overload in the general population so that we could then go on to study the relations between the mutations of the HFE gene, diet and iron levels, and analyze the effect of these levels on the oxidative stress in the same sample of subjects. To this end, we studied 815 individuals from three municipalities in the province of Tarragona who were representative of our population.Our study shows that a high percentage (46%) of subjects have mutations in the HFE gene and that 25.3% have iron overload (moderate in 22.6% and severe in 2.7%). Such genotypes as the compounds C282Y/H63D and H63D/S65C, which are not very common in our population (2.5%), most increase iron levels. The intake of iron and alcohol, and the decrease in calcium intake are also associated with an increase in the levels of organic iron. We also observed that women who have increased levels of circulating iron and those who have high intakes of dietary iron have greater oxidative stress in the organism. What is more, subjects with higher levels of iron stored in the body and those with the highest intakes of vitamin C and D have a greater antioxidant capacity in the organism.This leads us to conclude that in our general population, the presence of certain genotypes together with a particular dietary intake involves a greater risk of moderately high body iron, which is associated with oxidative stress damage. If these relations are confirmed, measures for correcting them would improve the health of the population.