Las drogodependencias son un fenómeno dinámico caracterizado en los últimos años por un cambio en el patrón de consumo, marcado por el policonsumo, la finalidad recreativa, una creciente equiparación intergénero y una edad de inicio cada vez más temprana. La investigación en drogodependencias ha sabido adaptarse a este dinamismo, conformando equipos multidisciplinares de profesionales para tratar este fenómeno desde diversas perspectivas. El análisis de los artículos originales publicados en revistas científicas, medio habitual de difusión de los resultados de la investigación, permite obtener interesantes datos sobre las características tanto de la investigación realizada como de los investigadores y centros que la llevan a cabo, y el estudio de su evolución temporal, que proporciona información sobre tendencias y variaciones en esa área de investigación. También permite estudiar la producción científica de un país concreto, detectar las áreas en las que se concentran los estudios y obtener datos sobre los autores y las revistas en las que éstos publican, así como establecer comparaciones entre la producción científica de varios países. La tesis doctoral analiza los artículos originales publicados en revistas específicas sobre drogodependencias incluidas en el Journal Citation Reports durante el quinquenio 2002-2006 para obtener datos sobre el estado actual de la ciencia en dicho campo, así como determinar el papel que juegan los miembros de los comités editoriales de dichas revistas en la producción científica. Para ello se diseñaron dos bases de datos, una con los registros correspondientes a los artículos originales publicados en el quinquenio 2002-2006 en las 23 revistas indizadas en las dos versiones del Journal Citation Reports 2006 (SCI y SSCI), en la categoría específica de drogodependencias (Substance Abuse) y la segunda con los registros correspondientes a los miembros de los comités editoriales de cada una de las revistas evaludas. Se llevó a cabo un análisis descriptivo de los artículos originales recuperados, identificando la productividad por autores, instituciones y países, así como la caracterización de los comités editoriales de las revistas, a nivel individual, institucional e internacional. Los resultados constataron que se ha producido una tendencia al alza de la producción científica durante el quinquenio estudiado, con un aumento de más del 18% entre 2002 y 2006. Asimismo se aprecia un predominio de la literatura científica anglosajona en el área de las drogodependencias, ya que el 82,8% de la producción científica del quinquenio proviene de Estados Unidos, Reino Unido, Australia y Canadá. España ocupa el 8º lugar en la clasificación según la productividad científica absoluta, si bien su producción relativa es algo menor (14º puesto en producción según renta per cápita y 16º en artículos por cada millón de habitantes). Además, se ha producido en los últimos años un incremento en el índice de coautorías y en la colaboración interinstitucional para la publicación de trabajos de investigación sobre drogas. El índice de coautoría ha pasado de 3,92 autores por artículo en 2002 a 4,35 en 2006, y el de colaboración interinstitucional de 2,28 instituciones a 2,56 en dicho periodo. Respecto a los comités editoriales, existe un alto porcentaje de miembros de comités editoriales que publican sus trabajos en las revistas a que pertenecen. Un 52,1% de los miembros de comités editoriales habían publicado en las revistas de cuyo comité editorial formaban parte, y un 7% había publicado el 100% de su producción científica de manera endógama. / This doctoral thesis analyzes the original articles published in specific substance abuse journals indexed in the Journal Citation Reports during the five-year period 2002-2006 in order to obtain data about the state of art in that field, as well as to determine the role of the editorial board members of those journals on scientific production. Two databases were designed; the first one including records from original articles published in 2002-2006 in the 23 indexed journals in both editions of the Journal Citation Reports 2006 (SCI and SSCI), in specific subjact category “Substance Abuse”; the secod one including records from editorial board members of each selected journal. A descriptive statistical analysis of all the retrieved articles was conducted, identifying production according to authors, institutions and countries, as well as the description of each editorial board. Results confirm the increase of scientific production (18%) between years 2002 and 2006. An anglophone scientific literature predominance is observed, since 82,8% of scientific production comes from United States of America, United Kingdom, Australia and Canada. Spain holds the 8th position in the ranking according to absolute production, según la productividad científica absoluta, although its relative production is lower (ranked 14th). Co-authorship index changed from 3,92 authors/article in 2002 to 4,35 in 2006, and institutional collaboration index from 2,28 institutions/article in 2002 to 2,56 in 2006. The study of editorial boards shows that a high percentage of their members (52,1%) publish articles in the same journals they belong to.

La tendencia actual en el tratamiento del cáncer de mama está orientada hacia una cirugía conservadora con neoadyuvancia. El factor pronóstico más importante sigue siendo la afectación ganglionar. Para su estadiaje se realizaba antiguamente la linfadenectomía axilar, que comportaba una importante morbilidad asociada. Por ello, se han desarrollado nuevas técnicas menos agresivas de estadiaje axilar. Las técnicas más utilizadas actualmente son la técnica del ganglio centinela y la ecografía, sola o complementada con punción aspiración de aguja fina (PAAF). El objetivo principal de esta tesis es la realización de un análisis estadístico sobre la fiabilidad de la ecografía axilar sola o complementada con PAAF. También se describe un protocolo de exploración sistematizado de los ganglios axilares, basado en los niveles quirúrgicos de Berg, el nivel supraclavicular y el de los vasos mamarios internos. Otro objetivo sería el análisis de los diferentes signos ecográficos sugestivos de malignidad y, por último, la evaluación de las causas de la existencia significativa de falsos negativos de la técnica y de las características de los ganglios centinela. El tipo de estudio es descriptivo retrospectivo y se divide en 5 apartados: a) Fiabilidad de la ecografía axilar. b) Análisis estadístico descriptivo de los signos ecográficos de malignidad c) Estudio de los falsos negativos d) Caracterización de los ganglios centinela e) Análisis de la ecografía + PAAF Para los 3 primeros apartados se utiliza una muestra poblacional de 150 pacientes, con diagnóstico histológico de cáncer de mama, ecografía axilar y resultado anatomopatológico de la afectación ganglionar. El tamaño muestral de la caracterización de los ganglios centinela es de 42 casos y el de la ecografía + PAAF de 16. En el apartado de material y métodos se describe el protocolo de estudio, con imágenes ecográficas de las referencias anatómicas, las características ecográficas de los ganglios axilares normales y patológicos, la técnica de la linfadenectomía quirúrgica y las técnicas anatomopatológicas. Para el estudio estadístico se utiliza el programa SPSS v.15, con análisis univariantes y bivariantes de variables cualitativas y cuantitativas y aplicación de test paramétricos y no paramétricos. Se realiza una tabla de contingencia 2x2 para el cálculo de índices diagnósticos globales de la ecografía. El valor estadísticamente significativo elegido es p≤0.05. En la parte de resultados y discusión destaca el alto valor predictivo positivo (VPP) y el moderado valor predictivo negativo (VPN), provocando esto último que, tras un resultado negativo de la ecografía, se deban realizar otras técnicas de estadiaje. Como signos ecográficos más frecuentes encontramos la morfología ganglionar redondeada, la hipogenicidad central y el tamaño mayor de 10mm. También se identifica una mayor tendencia a producirse falsos negativo y ganglios centinela positivo en aquellos casos en los que sólo hay un ganglio afecto, la infiltración es de pequeño tamaño o hay una histología de carcinoma lobulillar. Todos los casos con ecografía sospechosa y PAAF positiva presentaron histología tumoral final. La conclusión más importante es que la ecografía es una técnica muy rentable en la detección de infiltración axilar y que debe estar en el algoritmo diagnóstico del cáncer de mama. Su resultado positivo permite la no realización de la técnica del ganglio centinela, mientras que su resultado negativo no presenta resultados suficientemente fiables. Esta ecografía debe realizarse de forma protocolizada, conociendo los signos ecográficos sugestivos de malignidad. Por último, se hace constar la existencia de subgrupos de pacientes con determinados factores que predisponen a corresponder a falsos negativo, formados por cánceres mamarios de pequeño tamaño, cánceres que presenten únicamente micrometástasis ganglionares, cánceres con ganglios no palpables, cánceres con un único ganglio afecto y, probablemente, cánceres con histología lobulillar. / This thesis presents a statistical study of the use of axillary ultrasound scan as a diagnostic tool for the presence of axillary lymph node disease in breast cancer. The research study has been structured into several parts: a) Description of a protocol for axillary lymph node exploration, according to anatomical references based in Berg’s surgical levels to be located in ultrasound image, including supraclavicular level and internal mammary vessels. b) Estimation of global diagnostic indices from axillary ultrasound scan by using a contingency table 2x2, where pathologic anatomy is taken as the gold standard. c) Description and analysis of ultrasound signs which are suspicious for malignancy in axillary lymph nodes. d) Examination and classification of false negatives. e) Analysis of the difficulty in identifying sentinel lymph nodes with this technique. f) Performance of a statistical analysis of axillary ultrasound scan for cytologic examination improved with ultrasound guided fine needle aspiration (PAAF). Axillary ultrasound scan with positive results has been proved to be a reliable technique which must have a relevant place in the diagnostic-therapeutic algorithm used in breast cancer. If the results obtained are negative, this technique it is not reliable enough and other techniques such as sentinel node exploration or surgical lymphadenectomy are needed. In addition, we describe some factors liable to produce false negatives and also, hide the sentinel node with the ultrasound scan. To conclude, there is a 100% positive predicted value with ultrasound guided fine needle aspiration (PAAF), which avoids the use of the sentinel node technique.

La pérdida ósea acelerada puede desencadenar en osteoporosis, una enfermedad esquelética caracterizada por una menor resistencia ósea y riesgo aumentado de fractura. Es la enfermedad metabólica más prevalente entre la población femenina ya que afecta al 35% de las mujeres españolas mayores de 50 años, y por lo tanto es un problema de salud pública muy importante. El tipo de osteoporosis más frecuente es la osteoporosis posmenopáusica, una enfermedad multigénica que se inicia con la retirada de la protección estrogénica. No obstante, a pesar de que todas las mujeres aceleran su tasa de pérdida ósea con la menopausia, no todas desarrollarán osteoporosis en el futuro. La causa hay que buscarla en el pico de masa ósea alcanzado por cada mujer y que está determinado principalmente por factores genéticos. Históricamente, los factores genéticos se han buscado en genes que regulan el metabolismo óseo y en genes de diversas citoquinas. Recientemente, se ha descrito la relación que existe entre el sistema inmune con la pérdida ósea, debida a la deficiencia estrogénica, y con la regulación ósea basal. De hecho, se ha relacionado la participación de células T, células B, monocitos, incluso de células dendríticas, con la osteoporosis. En este trabajo de Tesis Doctoral se ha estudiado la asociación a masa ósea de genes importantes en el metabolismo óseo, como RUNX2, y otros genes relacionados con el sistema inmune, como OCIL, CD40 y CD40L, en una población de mujeres posmenopáusicas. Debido a que la principal causa de la osteoporosis es la deficiencia estrogénica, el tratamiento más utilizado para esta patología ha sido la terapia hormonal sustitutiva (THS) mediante la administración de estrógenos. Pese a los efectos beneficiosos de la THS en el hueso, se ha descrito diversos efectos adversos, como el aumento en el riesgo de cáncer de mama o alteraciones cardiovasculares, que han llevado a la búsqueda de alternativas terapéuticas a la THS. Entre las alternativas terapéuticas utilizadas actualmente, encontramos compuestos agonistas del receptor de estrógenos, como los moduladores selectivos del receptor de estrógenos (raloxifeno) y fitoestrógenos (genisteina), y también extractos vegetales (Cimicífuga racemosa). En el presente trabajo de Tesis Doctoral se ha estudiado, comparativamente, el efecto sobre la pérdida de hueso y microestructura ósea, mediante micro-TC, de la administración del estradiol, el raloxifeno y la genisteina en el ratón ovariectomizado como modelo animal de pérdida ósea. Asimismo, también se ha evaluado en una población pequeña de mujeres posmenopáusicas, el efecto sobre el metabolismo óseo de un extracto isopropanólico vegetal de Cimicífuga racemosa (Remifemin). / Osteoporosis is a disease characterized by the progressive loss of bone mineral density (BMD) that may compromise bone strength leading to an increased risk of fracture. Although osteoporosis affects an elevated percentage not only of women but also of men, the most frequent form of the disease is the postmenopausal osteoporosis associated with the estrogenic deficiency that occurs in the menopause. Genetic factors have been recognized as playing an important role in the pathogenesis of osteoporosis, although, as a multifactorial disease, it is influenced by other parameters such diet, physical activity, medication use and lifestyle. Twin and family studies have demonstrated a high heritability of BMD. Most of the genetic studies have been focused on genes than regulated the bone metabolism and on several citoquines. Recently, the immune system have been associated with the posmenopausal osteoporosis. In fact, the participation of T cells, B cells, monocytes and dendritic cells have been related with osteoporosis. In this doctoral thesis work we have analyzed the association with BMD of polymorphisms in bone metabolism genes, as RUNX2, and other genes related with the immune system, as OCIL, CD40 and CD40L. The hormone replacement (HRT), with the estrogen administration, has been the main treatment used in the postmenopausal osteoporosis to prevent bone loss. However, there were some studies that have demonstrated some adverse effects in the HRT as cancer and cardiovascular risk. Therefore, attention has been centered on other therapeutic possibilities with lesser side-effects. Among the alternative treatments we can list the estrogen receptor agonist, as the selective estrogen receptor modulators (raloxifene) and phytoestrogens (genistein), as well as vegetable extracts (Cimicífuca racemosa). In this work, we also have studied the effect of estradiol, raloxifene and genistein administration on bone loss and bone microarchitecture in an animal model of accelerated bone loss by using ovariectomized young female mice. Likewise, we studied the effect of an isopropanolic extract of Cimicífiga racemosa on the bone metabolism in a group of postmenopausal women.

INTRODUCCIÓN Los anestésicos locales (AL) son empleados en las técnicas de anestesia locoregional por su capacidad de bloquear la conducción de impulsos nerviosos, de modo que la función sensitiva o motora de las fibras nerviosas queda inhibida transitoriamente. Estas técnicas locoregionales pueden utilizarse como técnica única o en combinación con anestesia general. El bloqueo combinado del plexo lumbar (PL) y del nervio ciático (NC) para cirugía ortotraumática de miembros inferiores es la modalidad de elección frente a la anestesia espinal y general. Existen pocos estudios referentes a la administración de mezclas de AL de acción prolongada. Para el adecuado desarrollo de la técnica anestésica debe garantizarse, la compatibilidad fisico-química de la mezcla de bupivacaína con ropivacaína. Además, la eficacia y seguridad del procedimiento anestésico depende del comportamiento cinético de la solución anestésica administrada. OBJETIVOS La hipótesis que se pretende demostrar, es que mediante la administración de bupivacaína y ropivacaína en PL y NC, las concentraciones plasmáticas alcanzadas no son tóxicas, y que dicha técnica consigue un intraoperatorio y un postoperatorio satisfactorio. MÉTODOS El presente estudio es observacional, de una única cohorte, en el contexto de la rutina clínica asistencial, de pacientes sometidos a una técnica anestésica en PL y NC, e intervenidos de prótesis de rodilla o de cadera La técnica anestésica empleada es la descrita por Winnie para el bloqueo del PL y por Labat para el bloqueo del NC. Se administra una dosis única, previamente a la intervención quirúrgica, de ropivacaina 7,5 mg/ml y bupivacaína 5 mg/ml con adrenalina 0,005 mg/ml en PL y en NC. La técnica de valoración utilizada ha sido la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). RESULTADOS El tiempo de retención para la ropivacaína fue de 2.49min. y para la bupivacaína de 4.06min. Se incluyeron 32 pacientes (60% mujeres). El estudio ha supuesto la monitorización de 88 concentraciones plasmáticas. El modelo farmacocinético base ha sido un modelo monocompartimental con cinética de incorporación de orden 1 para ropivacaína y bicompartimental con cinética de incorporación de orden 1 para bupivacaína, y eliminación de orden 1 para los dos fármacos. El modelo farmacocinético con covariables seleccionado ha sido un modelo en el que los parámetros farmacocinéticos de la ropivacaína, no dependen de ninguna de las covariables probadas, mientras que el Vd de la bupivacaína depende de la variable peso, y la Ka depende de la covariable edad. Los parámetros farmacocinéticos obtenidos, para la ropivacaína son Vd 63,2L y Cl 3,61L/h. Para la bupivacaína el Vd es de 417,2L, y Cl de 4,42 L/h. La constante de transferencia del plexo al torrente sanguíneo es de Ka 2,21 h-1 para la ropivacaína y de Ka 1,36 h-1 para la bupivacaína. Los dos lugares de administración de los AL, se comportan cinéticamente como un único compartimento El modelo farmacodinámico, ha sido un modelo en el que la probabilidad de dolor depende del efecto basal y de la cantidad de bupivacaína de manera lineal. En el análisis de supervivencia global, a las 6 horas el 93,8% de los pacientes no requieren de analgesia tras la intervención quirúrgica. Cuando realizamos un análisis de supervivencia, estratificado por sexo, se observa que a las 24h el 66,7% de las mujeres y el 92,3% de los hombres no requieren analgesia (p=0,096). CONCLUSIONES La mezcla de los dos anestésicos locales se considera una opción adecuada para realizar el bloqueo en pacientes sometidos a cirugías ortotraumáticas, debido a que se combina la mayor rapidez del inicio del bloqueo inducido por la ropivacaína y la analgesia más duradera provocada por la bupivacaína. / Background Lumbar-plexus (LP) and sciatic-nerve (SN) blocks are commonly combined for lower extremity anesthesia using local anesthetics (LA). Limited information is available about the pharmacokinetics of this practice and about the administration of mixtures of long-acting LA. We analyzed plasma ropivacaine and bupivacaine concentrations after single-injection LP blocks and SN blocks. The hypothesis that seeks to demonstrate is that the plasma concentrations achieved are not toxic, and that the technique achieves a satisfactory intraoperative and postoperative course. Methods A prospective cohort study was performed in patients undergoing an anesthetic technique in LP and SN, and treated for knee or hip replacement. A single dose prior to surgery, of ropivacaine 7.5 mg/ml and bupivacaine 5 mg/ml with adrenaline 0.005 mg/ml in LP and SN was administered. Results 32 patients (60% women) were enrolled. The base pharmacokinetic model was one compartment model for ropivacaine and two compartment model for bupivacaine, with first order elimination for both drugs. In the covariate selection, pharmacokinetic parameters of ropivacaine, not dependent on any of the covariates tested, while the Vd of bupivacaine depends on the weight, and the Ka depends on the age . The pharmacokinetic parameters for ropivacaine are Vd 63.2L and CL3.61 L/h. For bupivacaine, Vd is 417.2L, and Cl of 4.42 L/h. The transfer constant plexus into the bloodstream is Ka 2.21h-1 for ropivacaine and Ka 1.36h-1 for bupivacaine. The two sites of administration of the AL, kinetically behave as a single compartment. The pharmacodynamic model has been a model in which the probability of pain depends on the baseline effect and the amount of bupivacaine. In the analysis of overall survival at 6 hours, 93.8% of patients required no analgesia after surgery. When we conducted a survival analysis, stratified by gender shows that at 24h 66.7% of women and 92.3% of men do not require analgesia (p = 0.096). Conclusion The mixture of the two LA is considered an appropriate option for LP and SN blocks in patients undergoing orthopaedic surgery, because it combines the faster onset of block induced by ropivacaine and more prolonged analgesia produced by bupivacaine.

Los trabajos y experimentos desarrollados en esta tesis han ido dirigidos fundamentalmente a la fabricación de fibras de cristal fotónico y a la grabación de redes de Bragg en éstas. Este proyecto se ha desarrollado en dos partes. La primera parte consiste en conocer las características y propiedades de las redes de Bragg grabadas en fibras ópticas. Describe cuáles son las técnicas empleadas para la fabricación de redes de Bragg y explica el método utilizado en la grabación de redes en este trabajo, enfatizando la técnica de apodización de redes de Bragg que se implementó como mejora en el sistema de grabación previamente existente. Se describen algunas de las aplicaciones desarrolladas en temas tales como láseres de fibra óptica, filtros ópticos de microondas y cavidades Fabry-Perot. La parte del trabajo dedicada a estas aplicaciones ha sido la grabación de las redes de difracción con la anchura, amplitud y forma espectral adecuada además de realizar en buena parte de los experimentos el montaje del sistema y las medidas de caracterización correspondientes. En la segunda parte se trata de fabricar fibras de cristal fotónico fotosensibles a la luz ultravioleta, para poder grabar redes de Bragg sobre éstas, con láseres convencionales en la banda de 240 nm sin necesidad de recurrir a láseres de femtosegundos o de longitudes de onda más cortas. Se ha trabajado en la fabricación de fibras de cristal fotónico. Se explica de forma detallada el proceso de fabricación mediante la técnica de apilamiento de capilares y estiramiento, y el resultado de los diferentes tipos de fibra obtenidos. En primer lugar se trabajó en fibras cuyo único material era la sílice, y posteriormente se fabricaron fibras microestructuradas con el núcleo dopado con otros materiales. Por una parte se utilizó como dopante el erbio, necesario en fibras destinadas a la construcción de láseres y amplificadores, y por otra parte, empleamos el germanio en la fabricación de fibras fotosensibles para poder grabar redes de Bragg. Analizamos las propiedades de guiado de las fibras fabricadas en función de los parámetros de su estructura. En particular se caracterizan ampliamente las propiedades de una fibra con el núcleo en forma de “Y” y se muestran los resultados de algunos experimentos para estudiar cómo afecta la inserción de un líquido con alto índice de refracción a la propagación de la luz en la fibra. Estas fibras también se han utilizado para la generación de supercontinuo. Ha sido posible emplear la técnica de grabación de redes de Bragg en fibra convencional para el caso de las fibras de cristal fotónico. Se detallan los aspectos de las redes uniformes grabadas en las diferentes fibras de cristal fotónico previamente fabricadas, así como la grabación de redes con chirp en fibras abocinadas (cónicas). Se ha caracterizado la longitud de onda de Bragg de las redes frente a la tensión y la temperatura, comparando los resultados con los característicos de las fibras convencionales; también se han infiltrado líquidos en los agujeros de fibras con redes grabadas para estudiar los cambios que pueden introducir en sus características. / The work developed in this thesis is about photonic crystal fiber fabrication and fiber Bragg grating photoinscription in them. The work is divided in two parts. The first one has been focused on the properties and characteristics of the fiber Bragg gratings fabricated in conventional fibers and also explains the photoinscription process that has been employed. A group of gratings with different characteristics has been designed to develop several applications as for example optic fiber lasers, microwave optical filters and Fabry-Perot cavities. These devices and the fiber gratings features required for a good operation are described too. In the second part, the fabrication process of photosensitive photonic crystal fibers is described. We have fabricated several photosensitive photonic crystal fibers with a germanium doped region in the core of the fiber. This doped region provides the fiber with photosensitivity to 244 nm light and allows us to fabricate fiber Bragg gratings using our equipment. Moreover, we analyze the guiding properties of our fibers and we focus on the ones from a “Y-shaped” fiber. The properties of this fiber can be modified after its fabrication if a material is inserted inside the holes. We obtain interesting results when we fill this fiber employing liquids with a particular refractive index. The results of the fiber Bragg gratings photoinscribed in the photonic crystal fibers are shown. The fabrication of chirped gratings in tapered fiber is studied, and the Bragg wavelength shift as a function of temperature and strain is compared to the shift of the gratings written in conventional fibers. At the end, some experiments are developed to describe the spectral changes of the gratings when a liquid is inserted

Gene loss is the most important event in the process of genome reduction that appears associated with bacterial endosymbionts of insects. These small genomes were derived features evolved from ancestral prokaryotes with larger genome sizes, consequence of a massive process of genome reduction due to drastic changes in the ecological conditions and evolutionary pressures acting on these prokaryotic lineages during their ecological transition to host-dependent lifestyle. In the present thesis, the process of genome reduction is studied from different perspectives. In the first chapter, genome rearrangements have been studied in a set of 31 complete γ-proteobacterial genomes that includes five genomes of bacterial endosymbionts of insects. This is carried out by comparing the order of a subset of 244 single-copy orthologous genes presents in all the genomes and calculating the number of inversions and breakpoints between each genome pair. This reveals that inversions were the main rearrangement event in γ-proteobacteria evolution, with a progressive increase in the number of rearrangements with increased evolutionary distance. However, significant heterogeneity in different γ-proteobacterial lineages was also detected, with a significant acceleration in the rates of genome rearrangements in bacterial endosymbionts of insects at initial stages of the association. In the second chapter, the structure and functional capabilities of Sodalis glossinidius has been studied. S. glossinidius is the secondary endosymbiont of tsetse flies, and it´s at very initial stages of genome reduction process. It´s genome is experiencing a massive process of gene inactivation, with 972 pseudogenes (inactivated genes) that were described but not annotated in the original annotation of the genome. In this chapter, a complete functional re-annotation of this genome was carried out, that includes the characterization of 1501 pseudogenes though analysis of S. glossinidius intergenic regions. A massive presence of CDSs related with mobile genetic elements and surface proteins were detected, being also the functional classes most affected by pseudogenization. The reconstruction of the metabolic map of S. glossinidius revealed a functional profile very similar to that of free-living enterics, with inactivation of L-arginine biosynthesis pathway, whereas the comparison with Wigglesworthia glossinidia (tsetse primary endosymbiont) reveals possible cases of metabolic complementation between both tsetse endosymbionts at thiamine, coenzyme A and tetrahydrofolate biosynthesis level. Finally, in the third chapter of the thesis, the complete reductive evolution process associated with S. glossinidius was studied from a systems biology perspective through the reconstruction of their genome-scale metabolic networks at different stages of this process and the prediction of their internal reaction fluxes under different external conditions through Flux Balance Analysis. This revealed the decisive role of the pseudogenization of genes involved in L-arginine and glycogen biosynthesis and specially the pseudogenization of the key anaplerotic enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase in the ecological transition to a host-dependent lifestyle experienced by S. glossinidius. A progressive decrease in network robustness to gene deletion events and to changes in particular reaction fluxes were detected. Finally, reductive evolution simulations over the functional network of S. glossinidius under different external conditions revealed a higher plasticity in minimal networks evolved in a nutrient-rich environment, and allow defining different sets of essential and disposable genes based on their presence or absence in minimal metabolic networks. These essential genes had more optimized patterns of codon usage and more restricted patterns of sequence evolution than disposable genes that could be lost without affecting the functionality of the network. However, lineage-specific estimates of dN and dS in S. glossinidius and Escherichia coli revealed that common features of ancient bacterial endosymbionts like acceleration in the rates of sequence evolution and the loss of adaptative codon usage were starting to affect S. glossinidius evolution. / En esta tesis doctoral, el proceso de reducción genómica característico de bacterias endosimbiontes de insectos ha sido estudiado utilizando diferentes aproximaciones computacionales basadas en la genómica comparada y la biología de sistemas. Por un lado, las dinámicas de reordenaciones genómicas han sido estudiadas en un subconjunto de 31 genomas completos de γ-proteobacterias que incluyen 5 genomas completos de endosimbiontes bacterianos de insectos, revelando una aceleración significativa de las tasas de reordenaciones en estos genomas en etapas iniciales del proceso de reducción. Posteriormente, el genoma de Sodalis glossinidius, el endosimbionte secundario de la mosca tsétsé, fue re-anotado con el objetivo de evaluar el impacto de los procesos de inactivación génica y proliferación de elementos genéticos móviles en etapas tempranas del proceso de reducción, asi como su impacto sobre las capacidades funcionales de la bacteria en el contexto ecológico de su coexistencia con el endosimbionte primario ancestral Wigglesworthia glossinidia. Finalmente, el proceso completo de reducción genómica en S. glossinidius ha sido estudiado a través de la reconstrucción de su red metabólica a diferentes etapas de este proceso y su análisis funcional mediante Análisis de Balance de Flujos, evaluando la robustez de las redes frente a sucesos de deleción asi como las dinámicas evolutivas de genes esenciales y no esenciales en base a su presencia en redes mínimas evolucionadas a partir de la red funcional. Este análisis permitió identificar sucesos de inactivación génica con efectos drásticos sobre las capacidades funcionales del sistema como los genes implicados en la biosíntesis de arginina y glicógeno, y especialmente la inactivación de la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa, asi como una disminución progresiva de la robustez de las redes frente a diferentes sucesos mutacionales asociada al proceso de pérdida génica. Finalmente, simulaciones de evolución reductiva sobre la red funcional bajo diferentes condiciones de entorno ha permitido definir conjuntos de genes esenciales y delecionables en base a su presencia o ausencia en las redes mínimas producto de las simulaciones, revelando una mayor conservación a nivel de secuencia y un uso de codones más optimizado en genes esenciales frente a genes cuya pérdida no afecta a la funcionalidad del sistema.

The term III-N nanowire (NW) will refer throughout this work to the free-standing nanowires made of group-III-nitrides semiconductors, namely InN, GaN and AlN. These nanostructures have a large length/diameter ratio, of the order of 100 (sev- eral micrometers versus tenths of nanometers). The term free-standing highlights the fact that the NWs are not embedded in another material. The improvement of the epitaxial techniques, and in particular, those based on III-N semiconductors, has lead an important part of the Solid State Physics community to concentrate the attention in the last years towards a better understanding of the physical properties of those NWs. Nanowires present several di erences with respect to the still widely investi- gated two-dimensional layers and the zero-dimensional nanostructures (quantum dots). We would like to highlight the following: (i) Nanowires grow strain-free (except maybe at their base), and thus with a minimal presence of dislocations or defects along the main structure. This fact opens the possibility of growing high- quality materials with an important lattice mismatch with the substrate, contrary to the situation found in quantum dots or superlattices. (ii) Depending on the NW lateral dimensions, two types of NWs can be distinguished. When the diameter is larger than 20 nm, the electronic properties of the NWs can be considered as that of a bulk material, thus making them a suitable platform to study the bulk optical and transport properties, which can be hardly investigated in bulk samples (thin lms), that grow with a high density of defects, when there is a high lattice mismatch with the substrate. (iii) For NWs of smaller diameters (. 20 nm), on the other hand, the e ects of quantum con nement can lead to important changes in the optical and transport properties, which can open the possibility of tuning the NW properties by controlling their size. One can roughly classify the investigations on nanowires into three main re- search lines. The rst one concerns the fabrication, being the molecular beam epitaxy or/and the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) the two techniques that allow the growth of higher quality NWs. This research area is in 2 constant development, and is not limited only to the growth of pure compound NWs, but also alloy-based NWs, which extend the possibilities of allowing beyond those possible in standard bulk growth, or axially and radially structured NWs. New physical phenomena arise which must be tacked by the physical community, in particular the e ect of the surface in the optical and transport properties of the NWs. Another focus of research is based on applications to optoelectronics devices and photovoltaic cells. In particular, III-N NWs, as InN, GaN and AlN, have attracted a special interest of the scienti c community, due to the band gap engineering. InN has a band gap of 0.67 eV (1852 nm), in the infrared, whereas GaN and AlN have a band gap of 3.5 eV (355 nm) and 6.2 eV (200 nm), respec- tively, in the ultraviolet. This opens the possibility of covering the whole solar spectrum by an appropriate alloying. In this context, the theory and numerical simulations play a crucial role in the explanation of NWs properties and a better understanding of the observed phenomena. The predictions o ered by the theory can also drive the fabrication of new heterostructures and the design of devices. In this work, we have studied theoretically by using several models, the fundamental aspects of the electronic structure and optical properties of the III-N bulk semiconductors in the rst place, and have applied afterwards such models to the investigation of the III-N nanowires physical properties. / En esta tesis hemos estudiado las propiedades electrónicas y ópticas de los nanohilos de semiconductores III-V, es decir, de InN, GaN y AlN, referidos comúnmente en la literatura como nanohilos III-N o nanohilos de nitruros del grupo III. Estas estructuras se caracterizan por un longitud mucho más larga (en el orden de micrómetros) que su sección (en el orden de nanómetros). La alta calidad cristalina de estos nanohilos, alcanzada gracias al desarrollo de las técnicas de crecimiento como la epitaxia de haces moleculares, ha dado lugar a un interés creciente en la investigación de sus propiedades físicas, debido a su potencial uso en aplicaciones de optoelectrónica, como los diodos de emisión de luz (LED), diodos láser (LD), células solares, y el diseño de nuevos transistores. En concreto, los nanohilos de materiales InN, GaN y AlN revisten especial interés por sus variados gaps, del infrarrojo lejano (0.67 eV para el InN), pasando por el ultavioleta cercano (3.5 eV para el GaN), hasta el ultravioleta lejano (6.2 eV para el AlN), que combinados aproapiadamente pueden, por ejemplo, cubrir totalmente el espectro de energía del sol. En este contexto, el desarrollo de modelos teóricos que permitan la realización de simulaciones de las propiedades de nanohilos y que expliquen las propiedades físicas de dichas nanoestructuras, está más que justi cada. En este trabajo hemos empleado diferentes modelos teóricos con el n de estudiar las propiedades electr ónicas y ópticas de los nanohilos III-N, estudiando detalladamente los efectos del con namiento cuántico en sus propiedades, cuando las dimensiones de los nanohilos varían.

La escasez de trabajos sobre la metacognición en contextos de aprendizaje musical, junto con la demanda por parte de los estudiantes de mejora de los resultados de este tipo de aprendizaje, nos han llevado a centrar nuestra investigación en la metacognición musical. El objetivo general de la presente investigación ha consistido en evaluar la actividad metacognitiva de estudiantes de instrumento musical de grado medio y superior, y establecer el grado de relación de la misma con el rendimiento académico musical. Para ello la evaluación de la metacognición se realizó mediante dos procedimientos diferentes de medida: dos cuestionarios de autoinforme elaborados expresamente para la investigación (Conocimiento y Regulación), y la prueba de pensamiento en voz alta (Think Aloud) de Ericsson y Simon (Protocol analysis: Verbal reports as data, MIT, Cambridge, 1993). Después de los pertinentes análisis realizados (análisis factoriales, comparación de medias, análisis de correlaciones y regresiones lineales) los resultaron de los cuestionarios mostraron que tanto el conocimiento que los estudiantes poseen sobre sus procesos cognitivos en relación a la actividad musical, como la regulación de los mismos, se relacionan positivamente con las calificaciones que obtienen en instrumento musical. A su vez, los resultados de la prueba de pensamiento en voz alta manifestaron, además de una elevada relación positiva y significativa entre la regulación metacognitiva en una sesión de estudio musical y las notas, un importante valor predictivo de la regulación metacognitiva con respecto a las calificaciones. Ambos procedimientos de medida de la metacognición musical (cuestionarios de autoinforme y prueba de pensamiento en voz alta) obtienen una correlación positiva y significativa entre sí. Se discuten finalmente las concordancias entre estos resultados y diversas investigaciones precedentes, tanto en el ámbito académico general como en el musical, así como las posibles implicaciones educativas a partir de los resultados, encaminadas a la optimización del aprendizaje musical. / The shortage of studies on metacognition in music learning contexts, together with the demand from students for improving the results of this type of learning, have led us to focus our research on musical metacognition. The overall objective of this study was to evaluate musical instrument students ´s metacognitive activity (intermediate and high level), and establish the degree of relationship between metacognition and academic musical results. For this, assessment of metacognition was performed by measuring two different procedures: two self-report questionnaire developed specifically for this research (Knowledge and Regulation), and the Ericsson and Simon ´s Think Aloud method (Protocol analysis : Verbal reports as data, MIT, Cambridge, 1993). After the appropriate analysis performed (factor analysis, mean comparison, correlation analysis and linear regression) the results of the questionnaires showed that both the knowledge students have about their cognitive processes in relation to musical activity, such as regulating them, are positively and significantly related to the qualifications they get into musical instrument. In turn, the results of the thinking aloud test showed a high positive and significant relationship between metacognitive regulation in a 30 minutes study session and musical qualifications, as well as an important predictive value of metacognitive regulation with respect to qualifications. Both measurement procedures of musical metacognition (self-report questionnaires and think aloud method) obtained a significant positive correlation between them. We discuss finally the commonalities between these results and several previous investigations, both in academia generally and in music as well, as the possible educational implications from the results, aimed at the optimization of music learning.

La Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) es una patología caracterizada por una obstrucción progresiva irreversible de las vías aéreas cuya causa principal es el humo de tabaco. Una característica distintiva de esta enfermedad es la hipersecreción mucosa; además, el estrés oxidativo está implicado en este proceso. En dicho estés oxidativo juega un papel muy importante el complejo NADPH oxidasa. En esta tesis, se planteó el caracterizar los mecanismos por los que la activación del complejo NADPH oxidasa mediada por tabaco conducían a la hipersecreción mucosa, estudiando la implicación del AMPc en dicho proceso. Los resultados muestran que el tabaco activa el complejo NADPH oxidasa, el cual genera un estrés oxidativo que conduce a la activación del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), y que dicha activación conduce a una sobreexpresión de mucinas en un proceso dependiente del descenso de los niveles de AMPc. Tanto el bloqueo de la actividad NADPH oxidasa con un inhibidor no específico del sistema, el difenileneidonio (DPI), con el antioxidante N- acetilcisteína (NAC), así como con el inhibidor selectivo de la fosfodiesterasa (PDE)4 piclamilast vía un aumento de los niveles de AMPc, inhiben a diferentes niveles la inducción de la expresión génica de mucinas en respuesta a la activación del complejo NADPH oxidasa por extracto de humo de tabaco. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a pathological state characterised by an irreversible and progressive airway obstruction where tobacco smoke is the main cause of disease progression. Mucus hypersecretion is a distinctive feature in COPD patients; moreover oxidative stress plays a key role in the pathology. NADPH oxidase system is involved in this oxidative stress. Currently, selective inhibition of phosphodiesterase (PDE) 4 appears to be promising in COPD management, due to PDE4 are expressed in distinct cellular types involved in inflammatory and immunomodulatory responses. Intracellular cyclic AMP (cAMP) levels are augmented as a consequence of PDE4 inhibition. In the present thesis we aimed to study the characterisation of mechanisms by which NADPH oxidase system activation is induced in response to cigarette smoke extract, studying further AMPc involvement in the process. Results shown that NADPH oxidase system was induced in response to cigarrete smoke extract, which generates an oxidative stress that leads to activation of epidermal growth factor receptor (EGFR) , and mucin overexpression was produced in a reduced AMPc levels dependent process in consequence. Blocking NADPH oxidase activity using a nonspecific inhibitor of the system, diphenileneidonium (DPI), N-acetylcisteine (NAC) as antioxidant, as well as piclamilast as a PDE4 selective inhibitor (via a cAMP level increase), inhibited mucin expression induction at different levels in response to NADPH oxidase system activation dependent by cigarette smoke extract.

Signal and image processing has become an essential and ubiquitous part of contemporary scienti¯c and technological activity, and the signals and images that need to be processed appear in most sectors of modern life. Signal processing is used in telecommunications, in the transmission of satellite images, and in medical imaging like echography, tomography, and nuclear magnetic resonance. Also it used in applications in Physics, Mechanics and other important issues that nowadays we know and that we will know in the future. Multiscale representations of signals into wavelets bases have been suc- cessfully used in applications such as compression and denoising. In these applications, one essentially takes advantage of the sparsity of the repre- sentation of the image. Harten designed a general multiscale framework only based in interpola- tion techniques. What is the Harten's idea? Firstly, he considered that given a set of discrete values in a resolution level k, fk, these values are the dis- cretization of a continuous functions depending on their 'nature'. Therefore he de¯ned the discretization operator Dk. In order to re¯ne the resolution of a set of discrete data Harten de¯ned the reconstruction operator, Rk to make up the original continuos function and with these two functions he de¯ned two operators that connect consecutive resolution levels: Dk¡1 k = Dk¡1Rk; Pk k¡1 = DkRk¡1: In this thesis we propose new reconstruction operators Rk. In the ¯rst part of the thesis we present a non linear Hermite interpolant which preserves the monotonicity. We use non-linear methods like ENO [B. Engquist et al., J. Comput. Phys., 71 (1987), pp. 231{303] and WENO [F. Arµandiga, A. Belda, P. Mulet, Jour. Scien. Comp., 43 (2010), pp. 158{182] to aproximate the derivarives. In multiresolution of Harten we have the \consistence condition": if we decimate Pk k¡1fk¡1 we have to obtain the original data fk¡1, i. e. Dk¡1 k Pk k¡1fk¡1 = fk¡1: Since most of the prediction operators that we obtain in this thesis do not satisfy this property we present a new strategy (AY) which will let us to use non-consistent prediction operators in a way that conserves its properties. We use approximation based on kernel methods [C. Loader, Springer, (1999)] to design new recontruction oparators. These consist on approximating a value, f(xk° ) by ^z(xk° ) where: ^z(x) = argm¶³n z(x)2K Xn j=1 K¸(xk° ; xk¡1 j )L(fk¡1 j ; z(xk¡1 j )): K is a class of functions where we minimize the functional; ¸ is the bandwidth, we only consider the values contained in the interval [xk° ¡ ¸; xk° + ¸]; K¸(xk° ; xk¡1 j ) is the kernel which assigns a weight to the each value in the level k ¡ 1; and L(x; y) is a loss function which measures the distance between the approximation and the real values, fk¡1. This method generalizes the interpolation methods introducing some ad- vantages. In an approximation problem using kernel methods there are some variables. We study the possibilities and the advantages and disad- vantages depending on these variables. Finally, we observe that in multiresolution context we know the original signal. Therefore, why don't we use this information to obtain a prediction operator? We answer this question using Statistical Learning Theory (see e.g. [T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman, Springer, (2001)]) as follow: Given the values in the level k ffk j gj2Mk we solve ^ Pk k¡1 = argm¶³n g2K X j2Mk L(fk j ; g(Sr;s((Dk¡1 k fk)j))); where K is a class of functions and Sr;s((Dk¡1 k fk)j) are the function values in the level k ¡ 1 chosen to approximate each value in the level k. We adapt the classical de¯nitions of the Harten multiresolution to this new type of multiresolution and we design a prediction operator adapted to the edges of the image obtaining high compression rate. We analyze the theoretical properties for the two new methods, we com- pare them with traditional methods and we show their results. / El tratamiento de se~nales digitales se ha convertido en los ¶ultimos a~nos en una de las tareas m¶as interesantes y de mayor recorrido para la investigaci¶on matem¶atica. Hay aplicaciones directas en el campo de la Inform¶atica, redes de comunicaci¶on, tratamientos m¶edicos, tratamientos de recuperaci¶on de obras de arte, de fotograf¶³as. Aplicaciones en F¶³sica, Mec¶anica, desarrollos en pel¶³culas animadas y otras muchas que se conocen y que se conocer¶an a lo largo del tiempo. El tratamiento de se~nales podemos decir que comienza en la ¶epoca de Fourier (1807), su aplicaci¶on en funciones 2¼-peri¶odicas y su transformada para se~nales discretas es utilizada a¶un hoy con ¶exito para la compresi¶on y eliminaci¶on de ruido. Sin embargo la transformada de Fourier est¶a deslo- calizada en tiempo frecuencia (tan s¶olo nos ofrece la frecuencia) lo que provoc¶o en los a~nos 80 el desarrollo de las primeras bases wavelets. Estas bases tienen una localizaci¶on tiempo frecuencia y gracias a los ¯ltros que podemos obtener de ellas se pueden utilizar en el tratamiento de se~nales. Los esquemas de subdivisi¶on interpolatorios son reglas que nos permiten re¯nar un conjunto de datos interpolando los valores intermedios a los puntos dados utilizando combinaciones lineales de los valores vecinos. Estas dos ideas junto a la resoluci¶on de ecuaciones en derivadas parciales es lo que indujo a Harten a elaborar un marco general de multiresoluci¶on [A. Harten, J. Appl. Numer. Math., 12 (1993), pp. 153{192] que permite por medio de dos operadores fundamentales: decimaci¶on, Dk¡1 k y predicci¶on, Pk k¡1 establecer una conexi¶on entre dos niveles de resoluci¶on. La idea de Harten es sencilla pero a su vez est¶a cargada de grandes posibilidades pues generaliza las bases wavelets permitiendo la introducci¶on de elementos no lineales en sus operadores. >En qu¶e consiste la idea de Harten? En primer lugar, se dio cuenta de que si tenemos un conjunto de valores discretos en un determinado nivel de resoluci¶on k, fk, ¶estos poseen una naturaleza, es decir, proced¶³an de una cierta funci¶on continua f y hab¶³an sido discretizados dependiendo de la naturaleza de los datos, as¶³ pues gener¶o un operador discretizaci¶on Dk. Por otra parte si deseamos tener mayor resoluci¶on, es decir determinar m¶as puntos, necesitamos reconstruir primero esa se~nal continua que \perdimos" en la decimaci¶on por medio de un operador que llam¶o reconstrucci¶on, Rk y con estos operadores de¯ni¶o los ya mencionados, as¶³: Dk¡1 k = Dk¡1Rk; Pk k¡1 = DkRk¡1: Es en el operador Rk donde se introduce toda la teor¶³a interpolatoria (ver p. ej. [A. Harten, SIAM J. Numer. Anal., 71 (1996), pp. 231{303]) y donde podemos utilizar interpolaci¶on no lineal como los m¶etodos presenta- dos en el contexto de soluci¶on de ecuaciones diferenciales para capturar las discontinuidades, m¶etodos ENO (ver p. ej. [B. Engquist et al. J. Comput. Phys., 71 (1987), pp. 231{303]) y WENO (ver p. ej. [F. Arµandiga, A. Belda, P. Mulet, Jour. Scien. Comp., 43 (2010), pp. 158{182]). Harten impone una serie de condiciones a estos operadores, la primera de ellas es que el operador Dk¡1 k sea lineal y sobreyectivo, para ello pro- pone las distintas potencias de la funci¶on de Haar !0(x) = Â[0;1]. En la literatura sobre multiresoluci¶on podemos encontrar otros operadores de- cimaci¶on no splines. Nosotros no trabajaremos en este sentido, ¯jaremos varios operadores decimaci¶on y trabajaremos con ellos. La segunda es que estos operadores cumplan una condici¶on de consistencia: si tenemos una se~nal fk¡1 y mejoramos su resoluci¶on, es decir, predecimos estos datos Pk k¡1fk¡1 y despu¶es decimamos esta predicci¶on entonces recuperaremos los datos iniciales, i. e. Dk¡1 k Pk k¡1fk¡1 = fk¡1: Sin embargo en algunas aplicaciones (como compresi¶on de im¶agenes di- gitales) no necesitamos esta propiedad, en esta memoria se presenta una alternativa para trabajar con operadores no consistentes que ofrece buenos resultados y que conserva las propiedades. Por tanto omitimos esta segunda propiedad que Harten se~nal¶o en su marco general. En esta memoria introducimos otra alternativa al operador reconstrucci¶on. En lugar de utilizar elementos ¶unicamente interpolatorios usamos aproxi- maci¶on por medio de m¶etodos de n¶ucleo [C. Loader, Springer, (1999)]. Consisten en aproximar a un cierto valor dependiendo de la cercan¶³a (o lejan¶³a) de los valores de su entorno. Este m¶etodo generaliza los m¶etodos interpolatorios introduciendo posibles ventajas al poder utilizar gran can- tidad de puntos sin subir el grado del polinomio interpolador. Son muchas las variables que componen un problema de aproximaci¶on por m¶etodos de n¶ucleo. En esta memoria estudiamos algunas posibilidades y las ventajas y desventajas que suscitan. Nos planteamos la siguiente pregunta: conociendo la se~nal original, >por qu¶e no utilizar esta informaci¶on para generar un operador predictor m¶as adaptativo? Respondemos a ¶esta utilizando t¶ecnicas estad¶³sticas de apren- dizaje (ver p.ej. [T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman, Springer, (2001)]) y generamos predictores que se adaptan a los contornos de la imagen y al nivel de resoluci¶on que tenemos. Este tipo de multiresoluci¶on nos induce a rede¯nir algunos conceptos que aparecen en el contexto de multiresoluci¶on y que debemos redise~nar para este tipo espec¶³¯co de multiresoluci¶on. Para ambas v¶³as, tanto para multiresoluci¶on utilizando m¶etodos de n¶ucleo como para multiresoluci¶on de aprendizaje analizamos las distintas propieda- des que tienen, las comparamos con los m¶etodos cl¶asicos y mostramos sus resultados. Esta memoria presenta de manera sencilla dos operadores predicci¶on de multiresoluci¶on distintos que abren las puertas a otro gran n¶umero de apli- caciones. Durante la realizaci¶on de estos m¶etodos han surgido diversos pro- blemas. El desarrollo de esta tesis es la soluci¶on a dichos problemas.