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

El diagnóstico etiológico de la infección pulmonar mediante el empleo de los métodos diagnósticos tradicionales (MDT) -esputo, hemocultivo, líquido pleural y serología- sólo es posible en una minoría de casos. Determinados tipos de infección pulmonar son de tratamiento empírico difícil, por lo que la obtención de un diagnóstico etiológico fiable de gran importancia. La utilización de técnicas diagnósticas más o menos invasivas permite diagnosticar a un elevado porcentaje de casos. Sin embargo, la yatrogenia asociada a estas técnicas ha limitado considerablemente su empleo rutinario.En la presente tesis se estudian dos nuevas técnicas invasivas para el diagnóstico de la infección pulmonar grave: la punción transtorácica aspirativa (PTA) con aguja ultrafina y el cepillado bronquial con catéter telescópico (CBCT), en tres tipos concretos de infección pulmonar: la neumonía adquirida en la comunidad (NAC) catalogada como de alto riesgo, la neumonía nosocomial (NN) y la infección pulmonar anaerobia (IPA).El objetivo primordial de esta tesis ha sido el establecer las indicaciones de las técnicas estudiadas: PTA y CBCT, en cada uno de los tres modelos de infección pulmonar elegidos: NAC, NN e IFA. Para ello se han comparado su eficacia diagnóstica, yatrogenia, mejoría que representan con respecto a los MDT, utilidad práctica de su resultado, grado de aplicabilidad, y coste económico, en cada modelo estudiado, con el fin de elegir a la más adecuada.La PTA fue aplicada en 173 casos inicialmente valorados considerados como NAC de alto riesgo, lOS supuestas NN y 60 casos considerados como IPA. El CBCT fue llevado a cabo en 63 NAC, 220 NN Y 35 IPA. Además, ambas técnicas fueron llevadas de modo simultáneo en el mismo paciente en 91 casos: 31 NAC, 32 NN Y 25 IPA.La sensibilidad de la PTA fue del 56.6% en la NAC, del 64.9% en la NN y del 80.6% en la IPA. La especificidad y el valor predictivo positivo (VPP) fue del 100% en los tres modelos tras la exclusión de los contaminantes cutáneos habituales. El valor predicitivo negativo (VPN) fue menor: 50% en la NAC, 44.9% en la NN y 80% en la IPA.La sensibilidad del CBCT fue del 69.7% en la NAC, 91.3% en la NN y 76.2% en la IPA. La especificidad en cada uno de estos tres modelos fue del 78.3%, 84.9% Y 100% respectivamente, muy similar al VPP. El VPN por su parte fue del 64.3% en la NAC, 88% en la NN y 68.8% en la IPA. La yatrogenia total asociada a la PTA fue de un 8.3%, pero la yatrogenia importante (que precisó algún tipo de tratamiento) fue sólo del 1.2%. El CECT se confirmó como una técnica muy inocua con una yatrogenia total de sólo un 0.3%. Sin embargo, en ausencia de vía aérea artificial, la PTA fue mucho mejor tolerada que el CBCT.Comparadas con el conjunto de los MDT, ambas técnicas (PTA y CBCT) mostraron una sensibilidad muy superior, permitiendo diagnosticar a un 32.7 - 48.4% más de NAC, un 49.3 - 79.1% más de NN y un 80.6 - 76.2% de IPA respectivamente.La influencia del resultado aportado por PTA y CECT sobre la conducta terapéutica ulterior fue valorada de dos modos distintos: cambios en el tratamiento antibiótico empírico (suspensión tratamiento ineficaz, simplificación tratamiento efectivo, suspensión tratamiento innecesario), e hipotética influencia sobre el índice de mortalidad por neumonia (diagnósticos efectuados exclusivamente por la técnica invasiva en vida del paciente, que permitieron su curación tras la corrección del tratamiento antibiótico). La PTA generó cambios terapéuticos en el 29.5% de las NAC, 26.9% de las NN y 33.3% de las IPA. Por su parte el CBCT lo hizo en un 23.8%, 48.2% y 22.9% respectivamente. El hipotético impacto de la PTA sobre el índice de mortalidad fue valorado como de un 2.5% en la NAC, 10.7% en la NN y 0% en la IPA. En el caso del CBCT fue del 7.3%, 9.0% y 0% respectivamente.La aplicabilidad (porcentaje de casos en que la técnica no estaba potencialmente contraindicada) de la PTA fue del 79% en la NAC, 38.9% en la NN y 91.4% en la IPA. El CBCT por su parte ofreció una aplicabilidad del 100% en los tres modelos.El coste económico de la PTA en concepto de material fungible fue cuatro veces menor que el del CBCT. Aquella técnica fue asimismo de aplicación más simple y rápida que el CBCT.Como conclusiones de esta tesis puede afirmarse que el empleo de técnicas como la PTA y el CBCT es útil, aunque no imprescindible, en la NAC de alto riesgo, y claramente necesaria para una correcto tratamiento de la NN y de la IPA que no responde al tratamiento empírico. Según la experiencia recogida, la técnica idónea para el estudio de la NAC de alto riesgo es la PTA, siendo especialmente destacables su mínima yatrogenia, excelente tolerancia del paciente, bajo coste y rapidez de aplicación, y una eficacia diagnóstica no inferior a la del CBCT. En la NN, el CBCT es la técnica da elección por su elevada eficacia diagnóstica, ínfima yatrogenia, universal aplicabilidad y elevado impacto sobre la conducta terapéutica. Finalmente, en la IPA, ambas técnicas ofrecen resultados parecidos, por lo que la elección entra ambas viene condicionada por el hecho de que la broncoscopia esté indicada por otras razones. Cuando ello ocurra la técnica idónea es el CECT, dado que en este caso es de aplicación muy rápida. En caso contrario es aconsejable recurrir a la PTA. / In order to establish their indications, two invasive diagnostic techniques -transthoracic needle aspiration (TNA) and bronchoscopic protected specimen brush (PSB)- have been compared in three kinds of lung infection: high risk community acquired pneumonia (CAP), nosocomial pneumonia (NP), and anaerobic lung infection (ALI).The indications have been based on the consideration of the following factors: diagnostic efficacy, comparative improvement of the yield of classical diagnostic techniques, influence of the technique result on the empirical treatment, coaplications rate, importance of potential contraindications, and economic cost of the studied technique.TNA was carried out in 173 suspected CAP, 108 NP, and 60 ALI. PSB was performed in 63 CAP, 220 NP, and 35 ALI. In 91 cases the patient was studied simultaneously by both techniques.According to this experience, TNA and PSB are useful in high risk CAP, and absolutely necessary in NP. In the case of ALI, they appear to be clearly needed when the case fails to respond to the empirical treatment. The comparison of all analyzed factors permits to consider TNA as the ideal technique for high risk CAP, while PSB seems to be specially indicated in NP. In the case of ALI, both techniques offered similar results, and PSB seems the technique of choice when bronchoscopy is needed by other reasons. If not, TNA will be preferable.

El síndrome de distrés respiratorio del adulto (SDRA) se caracteriza por una disminución de la compilancia pulmonar, un aumento del shunt derecha-izquierda e hipertensión pulmonar aguda por vasoconstricción pulmonar, dando lugar a una alteración de la relación ventilación-perfusión (V./O) y profunda hipoxemia. El SDRA se puede inducir experimentalmente mediante lavados pulmonares repetidos. El descubrimiento del factor de relajación derivado del endotelio (EDRF), sU identificación como óxido nítrico (NO) o un compuesto donador de NO y el desarrollo de inhibidores de la enzima óxido nítrico sintetasa (NOS), ha puesto en evidencia un nuevo e importante mecanismo regulador de la circulación sistémica y pulmonar. Además, la reciente observación de que la inhalación del gas NO produce vasodilatación pulmonar sin vasodilatación sistémica, puede proporcionar una nueva estrategia terapéutica en la insuficiencia respiratoria aguda. El propósito de este estudio fue investigar los efectos del gas NO inhalado y la infusión de N°-nitro L-arginina metil ester (L-NAME), un inhibidor de la NOS, ambos independientemente y combinados en la hemodinámica sistémica y pulmonar e intercambie de gases en un modelo experimental de SORA. Las hipótesis fueron que la inhalación de NO gas produciría vasodilatación selectiva de las regiones pulmonares ventiladas, reduciendo la hipertensión pulmonar y disminuyendo el shunt al mejorar las relaciones V(A)/Q, independientemente del flujo pulmonar: la infusión de L-NAME aumentaría la vasoconstricción pulmonar hipóxica (VPH) mejorando también las relaciones V(A).Q y potenciaría los efectos del NO sobre el intercambio de gases, ya que al aumentar la VPH aumentaría el flujo hacia las zonas ventiladas y vasodilatadas por la inhalación de NO; y dado que el NO activa al enzima guanil ciclasa y produce un aumento de GMPc, responsable de la vasodilatación, los niveles plasmáticos de GMPc deberían aumentar con la inhalación de NO. Tras aprobación por el Subcomité de Protección de Animales para la Investigación del Hospital General de Massachusetts, se estudiaron 21 ovejas de la raza Suffolk de 30-35 kg., anestesiadas con pentobarbital, intubadas y ventiladas mecánicamente con FlO(2) entre 0,85-0,90. Fueron Instrumentadas para medir: presión arterial sistémica (PAS), presión de arteria pulmonar (PAP), presión venosa central (PVC) y presión de aurícula izquierda (PAI). El gasto cardíaco se medió por termodilución. Se realizaron análisis de gases en sangre arterial y venosa mixta. Las resistencias vasculares sistémicas (RVS), resistencias vasculares pulmonares (RVP) y shunt intrapulmonar o mezcla venosa (Q(VA)/Q(I)) se calcularon mediante fórmulas estándar. Los niveles plasmáticos de GMPc se midieron en sangre arterial y venosa mixta mediante radloinmunoensayo. Se efectuó lavado pulmonar bilateral con una solución de Tween 80 en suero fisiológico a 37°C. Los animales se estudiaron en dos fases: 1) Estudio preliminar: Se estudió la estabilidad del modelo de lavado, se hizo una curva de dosis-respuesta a diferentes concentraciones de NO y se estudiaron los efectos hemodinámicos y gasométricos de la infusión de L-NAME. 2) Estudio experimental: Se estudiaron en los siguientes tiempos: Basal (BASl), después del lavado pulmonar bilateral (LPB), tras 10 min. de la inhalación de 60 ppm de NO (NO), 10 min. después de interrumpir la inhalación de NO (BAS2), después de la infusión de 30 mg/kg de L-NAME (L-NAME), de nuevo durante 10 min. de la InhalacIón de 60 ppm de NO (L-NAME+NO), 10 min. tras cesar la inhalación de NO (BASJ) y tras la infusión de 1 g/kg de L-Arginina (L-ARG). Todas las mediciones se realizaron a tres niveles de GC excepto en los tiempos BL2, BLJ, L-ARG. La medición del GMPc se realizó también sin manipular el GC. Todos los valores se expresaron como media±error estándar. Se ha aplicado el test de la T de Student para datos apareados con corrección de Bonferroni, regresión lineal y análisis de la variancia según era conveniente. Los resultados del estudio preliminar demostraron que tras el lavado pulmonar bilateral se produce una lesión pulmonar caracterizada por hipoxemia severa, aumento del shunt o mezcla venosa, hipertensión pulmonar moderada y aumento de la presión inspiratoria máxima. Todos los cambios permanecieron estables a lo largo del período estudiado de 4 horas. La máxima reducción en la PAP se consiguió respirando entre 30 y 60 ppm de NO, mientras que la inhalación entre 60-120 ppm causó la máxima reducción en la Q(VA)/Q(I). La infusión de L-NAME provocó un aumento en la PAP, las RVS y RVP, y una marcada reducción del GC, así como de la (Q(VA)/Q(I)) En el estudio experimental, la inhalación de NO por un breve periodo de tiempo produjo una rápida disminución de la PAP y de las RVP: no produjo ningún efecto sobre la FAS ni sobre el GC y mejoró la eficacia del intercambio de gases, al aumentar la PAP y reducir el shunt intrapulmonar. La infusión de L-NAME, inhibidor de la síntesis endógena de óxido nítrico, provocó vasoconstricción pulmonar y sistémica y una marcada reducción del GC, sin modificar el intercambio de gases. La inhalación de NO después de la infusión de L-NAME produjo de nuevo una vasodilatación pulmonar selectiva sin vasodilatación sistémica y una mejoría del intercambio de gases al reducir el shunt intrapulmonar, pero su efecto sobre la oxigenación no se potenció por la infusión previa de L-NAME, por lo que la infusión de L-NAME no aumentó la vasoconstricción pulmonar de manera selectiva en las zonas hipóxicas del pulmón. Los efectos hemodinámicos y gasométricos durante la inhalación de NO, tanto antes como después de la infusión de L-NAME, fueron independientes del flujo pulmonar o GC. Mientras que los efectos de la infusión de L-NAME sobre la (Q(VA)/Q(I)) fueron dependientes del flujo pulmonar o GC. Finalmente, solo durante la inhalación de NO hubo liberación de GMPc por el pulmón a la circulación sistémica. En el presente modelo experimental podemos concluir que la inhalación de NO produce una vasodilatación pulmonar selectiva y una mejoría del intercambio de gases, independientemente del flujo pulmonar o GC y que sus efectos son mediados por el GMPC. / In the present study we examined the effects of inhaling nitric oxide (NO) on pulmonary hemodynamics and gas exchange in an ovine model of adult respiratory distress syndrome (AROS), induced by repeated lung lavages. In addition we investigated in this modal the effects of inhibition endogenous NO synthesis by NG-nitro-Larginine metyl ester (L-NAKE) and the combination with inhaled NO. Because NO activates guanylate cyclase, increasing guanosine 3’-5'- cyclic monophosphate (cGMP) we also we measured cGMP plasma levels. In anesthetized and mechanically ventilated sheep inhaling 60 ppm of NO after lung lavage decreased pulmonary artery pressure and resistance without any systemic hemodynamic effects, increased arterial PaO(2) and decreased venous admixture (Q(VA)/Q(I)). A L-NAME infusion produced pulmonary and systemic vasoconstriction without changes on PaO(2) or (Q(VA)/Q(I)) inhaling NO after L-NAME produced the same hemodynamics and gas exchange effects than inhaling NO alone. The effects on inhaled NO were independent of pulmonary blood flow or cardiac output. During NO inhalation plasma cGMP levels were increased significantly. We concluded that in this experimental model of AROS inhaled NO produced selective pulmonary vasodilatation and improved gas exchange by incressing cGMP concentration in ventilated lung regions and these effects were not potentiated with the inhibition of endogenous NO synthesis.

DE LA TESI:La metàstasi és un procés histopatològic especialment complex per al seu estudi. Aquesta complexitat es deriva tant de la implicación de tots els nivells d'organització de l'organisme afectat (molecular, cel.lular, tisular, orgànic i sistèmic) com de l'alta diversitat inherent a cadascun d'ells. Una eina essencial de treball és la disposició de models cel.lulars que permetin tant l'estudi específic i puntual d'alguns aspectes del desenvolupament de la patologia com la seva integración en el conjunt del procés. A partir d'aquests principis estratègics hem disposat, pel desenvolupament d'aquest estudi, de dues línies cel.lulars d'adenocarcinoma de pulmó humà derivades d'una mateixa població parental (Inufusa et al., 1991). Aquestes línies, caracteritzades per una alta (HAL-8) i nul.la (HAL-24) capacitat metastàsica, proporcionen un model molt sòlid per a la validació dels resultats diferencials. És així que ens varem plantejar com a objectiu general la caracterització d'expressions diferencials que, de manera constitutiva o regulada, presentessin ambdós tipus cel.lulars. Donat que les cèl.lules HAL-8 sobreexposen l'antigen sialil-Lewis(x) dimèric en relació a les cèl.lules HAL-24, ens varem proposar com a primer objectiu caracteritzar l'expressió d'altres oligossacàrids fucosilats més relacionats amb la metàstasi i determinar el seu paper a l'adhesió d'aquestes cèl.lules tumorals a l'endoteli. Donades les diferències d'expressió que varem observar en algunes d'aquestes mol.lècules, ens varem plantejar l'estudi de l'expressió dels gens de les Fucosiltransferases del tipus alfa(1,3), enzims responsables de la seva síntesi. (Capítol I: "Enhaced expresión of alpha(1-3)-Fucosyltransferase genes correlates with E-selectin-mediated adhesion and metastasic potencial of human lung adenocarcinoma cells"). Un cop demostrat el paper clau del sialil-Lewis(x) a l'adhesió de les cel.lules HAL-8 així com la relació entre l'expressió dels gens de les Fucosiltransferases del tipus alfa(1,3) i la capacitat metastàsica d'aquestes cèl.lules, el següent objectiu plantejat va ser determinat si la sobreexpressió de determinades Fucosiltransferases alfa(1,2) modifica les propietats adhesives i el potencial colonitzador de pulmó de les cèl.lules no metastàtiques HAL-24 (Capítol II: "Overexpression of alpha(1,3)-fucosyltransferase VII is sufficient for the acquisition of lung colonization phenotype in human lung adenocarcinoma HAL-24Luc cells)".Caracteritzat el model d'adhesió a l'endoteli de les cèl.lules HAL-8 i HAL-24, i demostrat el paper de l'alfa(1,3)-Fucosiltransferasa VII en aquesta etapa de la metàstcasi, ens varem proposar estudiar la implicación de les metal.loproteases en la migración transendotelial de les cèl.lules metastàsiques d'adenocarcinoma de pulmó així com la regulació de la seva expressió tant per integrines com per la matriu extracel.lular (Capítol III: "Expressió de les metal.loprotesases de matriu i la regulació de la seva activitat a cèl.lules d'adenocarcinoma de pulmó humà)".Donat el caracter multiènic del desenvolupament de les metàstasis i l'interès en trobar gens responsables d'aquest procés, com a objectiu final ens varem plantejar l'anàlisi de l'expressió gènica diferencial de les cèl.lules HAL-8 i HAL-24 (Capítol IV: "Identification of semaphorin E gene expresión in metastasic human lung adenocarcinoma cells by mRNA differential display").