Tesis Doctorals - Departament - Fisiologia i Immunologia

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Greixos i esports de resistència: avaluació d´estratègies de suplementació aguda amb àcids grassos
(Universitat de Barcelona, 2017-07-20) Esquius de la Zarza, Laura; Javierre Garcés, Casimiro F.; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[cat] En els darrers anys s’està produint un increment en l’interès i nombre de participants en proves de resistència i ultra resistència. Aquest exercici d’alta intensitat i durada té uns grans requeriments de substrats energètics i també presenta conseqüències importants a nivell inflamatori. S’han revisat els estudis previs que han estudiat diferents estratègies nutricionals per augmentar el rendiment. Algunes d’aquestes estratègies han explorat la utilització de suplementació amb greixos amb l’objectiu d’estalviar les reserves de glucogen muscular, ja que aquests són el principal substrat energètic en aquests esports. La hipòtesi d’aquesta tesi és que una suplementació aguda amb greixos prèvia i durant la pràctica d’esports de residència millora el rendiment i disminueix l’impacte inflamatori produït en exercicis amb grans requeriments energètics. L’objectiu principal és l’avaluació de la influència dels suplements rics en greixos en esforç de llarga durada i elevada intensitat. S’han realitzat quatre experiments. El primer, és un estudi de camp que avalua les repercussions sobre la funció cardiovascular d’una cursa de muntanya de llarga distància. A partir de proves de laboratori, els tres estudis restants avaluen l’efecte de la suplementació rica en greixos i la seva influència en el rendiment, així com el seu efecte antiinflamatori en esforços d’alta intensitat i llarga durada. Realitzats els citats experiments, es demostra la transcendència del metabolisme dels lípids en esforços d’alta intensitat i llarga durada, així com la possibilitat d’utilitzar suplements naturals rics en greixos, ben tolerats i amb una clara influència positiva en el rendiment i en els efectes inflamatoris d’aquests tipus d’exercicis.
Evaluación de la relevancia clínica de diversas variantes de los genes CYP3A4, CYP3A5 y ABCB1 sobre ciclosporina y tacrolimus en trasplante hepático
(Universitat de Barcelona, 2016-09-23) Argudo Ramírez, Ana; Alía Ramos, Pedro; Castellote Alonso, José; Carbonell i Camós, Teresa; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] Ciclosporina y tacrolimus son la base de la terapia inmunosupresora en el trasplante hepático, ya que son fármacos imprescindibles para la prevención del rechazo del órgano trasplantado. Sin embargo, todavía está pendiente de explicar una gran parte de su variabilidad farmacocinética y farmacodinámica. Existen estudios que ponen de manifiesto una relación entre las características farmacocinéticas y farmacodinámicas de estos fármacos con algunas variantes de genes que codifican para enzimas y proteínas clave relacionadas con su metabolismo y transporte. No obstante, los resultados publicados hasta el momento son controvertidos, cuya inconsistencia general puede estar relacionada con los siguientes factores: variabilidad étnica, pequeño número de pacientes incluidos en los estudios, inespecificidad de los sistemas de medida empleados para la determinación de la concentración de estos fármacos en sangre, variación en el punto del tiempo en el que se obtienen los resultados, e impacto del genotipo del donante. En el presente trabajo se han estudiado las variantes CYP3A4*1B (c.-392A>G), CYP3A4*22 (c.522-191C>T), CYP3A5*3 (c.6986A>G), y c.3435C>T y c.2677G>T del gen ABCB1. Se ha realizado minimizado las posibles variaciones debidas al diseño del estudio con el fin de ayudar a resolver parte de esta variabilidad y obtener resultados consistentes: incluyendo únicamente pacientes de la misma etnia y con un único inmunosupresor en monoterapia durante los tres primeros meses post-trasplante, realizando todas las medidas de la concentración de los fármacos inmunosupresores en sangre con el mismo sistema de medida, considerando el parámetro “ratio concentración dosis” en el estudio, empleando modelos estadísticos que tienen en cuenta la dependencia de los datos de un mismo individuo en el tiempo e incluyendo el genotipo tanto del receptor como del donante. Además se ha investigado el papel potencial de los genotipos, tanto a nivel individual como en combinación (haplotipos). También se ha evaluado la relevancia clínica de los hallazgos obtenidos, y se ha estudiado la influencia de dichas variantes genéticas sobre la eficacia clínica (incidencia de rechazo agudo) y sobre la seguridad (incidencia de aparición de los efectos adversos) en el paciente trasplantado hepático. En nuestra población en estudio, mediante los métodos descritos, se han identificado y/o al menos corroborado algunas observaciones interesantes que merecen estudios más detallados (como la de requerimientos de dosis más altos para los receptores de un injerto portador de la variante *1 del gen CYP3A5). En cuanto a la prevención de acontecimientos adversos, en ciclosporina parece interesante la influencia del alelo CYP3A4*1B en receptores sobre la neurotoxicidad, la combinación del alelo CYP3A4*1B en donantes con el genotipo 3435CC de ABCB1 en receptores sobre la hipertensión arterial. En tacrolimus el alelo CYP3A5*1 en receptores muestra relación con la nefrotoxicidad e hipertensión arterial, el alelo 3435T de ABCB1 en donantes con la diabetes mellitus y los alelos 2677A/T de ABCB1 en donantes con la neurotoxicidad. Podrían llevarse a cabo estudios prospectivos para verificar estos hallazgos, y corroborar la repercusión que tiene el conocimiento del genotipo. En general, se pone de manifiesto la relevancia del genotipo del donante. Aunque éste supone un inconveniente debido a que no puede ser elegido, recomendamos generar un Banco de ADN tanto de los receptores como de los donantes (incluyéndolo en el consentimiento informado) para permitir el acceso fácil y rápido a este tipo de muestras para la realización de futuros estudios farmacogenéticos. Posibles líneas de futuro serían: realizar este tipo de estudios pero midiendo la concentración de estos fármacos en el interior de los linfocitos; así como investigar la función que desempeña ABCB1 en linfocitos, en tejido hepático, tejido renal y en barrera hematoencefálica en relación a ciclosporina y tacrolimus, ya que parece tener un papel clave no sólo a nivel del intestino.
Mecanismos implicados en la respuesta cerebral frente a la exposición a la hipoxia respiratoria: Efecto neuroprotector de la hipoxia intermitente
(Universitat de Barcelona, 2016-02-05) Costa Pinto, Débora Coimbra; Rama Bretón, Ramón; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
El cerebro requiere un elevado consumo de energía que obtiene mediante la fosforilación oxidativa mitocondrial. Esto hace del cerebro un órgano muy vulnerable a la hipoxia. Millones de ciudadanos que normalmente viven en zonas con altitudes próximas al nivel del mar, se desplazan a zonas de recreo en altitud, donde el contenido de oxigeno en la atmosfera está reducido. Desde hace siglos es conocido que la hipoxia induce respuestas fisiológicas adaptativas que favorecen el rendimiento deportivo. Por todo ello existe interés en conocer los efectos y los mecanismos implicados en la respuesta del cerebro a la hipoxia. Para el desarrollo de este trabajo fue planteado dos modelos experimentales. En el primero el objetivo era caracterizar el efecto de una exposición a hipoxia aguda (6 h) y severa (FiO2 = 7%) seguida de re-oxigenación (24h y 48h) sobre el estrés oxidativo y la inducción de apoptosis. Para el estudio del estrés oxidativo valoramos los niveles de MDA y AOPP, como indicadores de la oxidación de lípidos y proteínas y la formación de NO. El sistema antioxidante fue determinado a través de la medición de SOD y sistema glutatión. La actividad apoptótica era determinada valorando los niveles de citocromo c, AIF y la actividad de la caspasa 3. Los resultados muestran que la hipoxia induce un aumento de la actividad pro-oxidante y una disminución de la actividad antioxidante característica de estrés oxidativo. Las proteínas inductoras de apoptosis se incrementan, elevando el riesgo de lesión o daño celular. La exposición a la hipoxia lleva al cerebro a un estado de estrés oxidativo y a un aumento de la actividad apoptótica. La re-oxigenación hay una disminución de la actividad pro-oxidante y aumento de la actividad antioxidante, restableciéndose el equilibrio redox celular. En el segundo experimento el objetivo era estudiar el posible efecto neuroprotector de la exposición a hipoxia intermitente moderada sobre el efecto causado por la exposición a la hipoxia aguda severa observado en el primer experimento. Un grupo de animales es expuesto a hipoxia intermitente: una sesión de cuatro horas/día durante 8 días a una presión barométrica equivalente a 4000 m.s.n.m. (Pb=462 Torr; PO2=97 Torr), como factor neuroprotector cuando aplicada antes de una exposición a hipoxia aguda a 7% de FiO2. Los resultados demuestran que la hipoxia intermitente no induce estrés oxidativo en el cerebro de las ratas y que protege del daño causado por la hipoxia severa aguda. El grado del estrés oxidativo y de la actividad apoptótica observado en el cerebro de las ratas expuestas a hipoxia severa aguda era significativamente reducido si antes de la exposición a la hipoxia severa aguda, los animales eran expuestos a hipoxia intermitente. Los resultados muestran que el factor de transcripción NF-kappa-beta descrito como un factor protector anti-apoptótico en diferentes procesos celulares, en la hipoxia aparece asociado con el daño celular. Las expresión de proteínas EPO y VEGF descritas como mecanismos neuroprotectores en respuesta a la hipoxia era mayor en las ratas expuestas a la hipoxia intermitente. Igualmente la hipoxia intermitente inducia la sobreexpresión de las proteínas de choque térmico (HSP27 y 70) evidenciando la activación de mecanismos citoprotectores en los grupos tratados con hipoxia intermitente.
Effects of alternative dietary lipid sources on lipid metabolism and regulation of food intake in larvae and juvenile senegalese sole (Solea senegalensis)
(Universitat de Barcelona, 2016-02-26) Bonacic, Kruno; Morais, Sofia; Navarro Álvarez, Isabel; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
The main objective of this thesis was to evaluate the potential impacts of alternative VO–based feed formulations on the regulation of appetite and food intake in a commercial marine aquaculture species (Senegalese sole) by uncovering some of the possible physiological regulatory mechanisms behind these processes in early developmental, as well as juvenile stages. Effects of dietary lipid level and FA composition on lipid absorption, metabolism and sensing, as well as gastrointestinal and central appetite-related peptides were analyzed, both pre– and post–prandially. Apart from gene expression, supporting morphometric, biometric, biochemical, histological and enzymatic data was also collected. During development of molecular tools, numerous transcripts were identified for several genes, most notably for the anorexigenic neuropeptide cart, for which a total of 7 transcripts—more than has been recorded in any vertebrate to date—were characterized. In juvenile sole, hepatic lipid metabolism was affected more by dietary lipid level than source, especially at fasting, where high dietary lipids promoted catabolic and suppressed anabolic pathways. On the other hand, a lower food intake was also observed in fish fed high lipid levels, but only when the lipid source was FO, which may have indicated a higher satiating effect of FO than similar amounts of VO. This could not be related to basal and post–prandial (6 h) expression of anorexigenic gastrointestinal peptides which was only affected by lipid level and lower in fish fed high–lipid diets. The expression of central appetite–regulating genes in the brain was not affected at basal levels by the diets. However, most central neuropeptides (cart1b, cart4, pomca, cckl, npy, agrp2) responded to feeding and showed changes in expression during the post–prandial phase, with only slight differences in relation to lipid level. A system for hypothalamic sensing of circulating FA was discribed in juveniles, for the first time in a marine fish. Results confirmed its sensitivity to oleic acid, previously established in trout, but also, for the first time in a vertebrate, provided evidence of activation by an n-3 PUFA (ALA). A method for quantifying live prey intake in larval fish was developed for this thesis, using fluorescent microspheres as markers. The method also enabled experiments of prey selectivity, by using different coloured microshperes to label prey from different treatmetns. While results showed that no preferance of diet was exhibited when fish were offered a choice, larvae previously grown on Artemia enriched with cod–liver oil (CLO) ingested more of their respective diet (per g body weight) compared to those fed linseed (LSO), soybean or olive oil–based diets. Larvae fed CLO also showed improved growth and survival, faster onset of metamorphosis and maturation of the intestine. Gene expression profiles of both larvae and post–larvae fed CLO stood out most from the other treatments with decreased transcript levels of genes involved in anabolic pathways, and increased of those related to phospholipid metabolism, lipoprotein secretion, lipid transport and hydrolysis. Fish fed CLO were closely followed by those fed LSO, almost catching up in terms of growth by the end of the experiment, and were closely grouped in terms of gene expression to those fed CLO, corroborating the possitive effects of enhanced phospholipid metabolism and apolipoprotein synthesis on larval performance. Peripheral peptides in larvae and post–larvae generally did not mirror their putative function or explain lower food intake in fish fed the VO diets, but fish fed CLO tended to show the most dissimilar pattern of central appetite–regulating gene expression, compared to the other dietary treatments. While this thesis provides generally more descriptive results, it can serve as a basis for future, mechanistic studies.
Efecto del sildenafil sobre parámetros fisiológicos indicadores de rendimientos físico en condiciones de hipoxia hipobárica aguda
(Universitat de Barcelona, 2016-02-10) Toro Salinas, Andrés H.; Viscor Carrasco, Ginés; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
El sildenafil ha demostrado reducir eficazmente el aumento de la presión de la arteria pulmonar provocada por la vasoconstricción pulmonar hipóxica. Sin embargo, su papel como un posible factor que podría aumentar el rendimiento en el ejercicio en condiciones de hipoxia queda por demostrar. Paradójicamente, el uso de sildenafil ha aumentado entre los montañeros no como un fármaco preventivo del edema pulmonar de gran altitud, sino como un medio que podría ayudar a mejorar el rendimiento deportivo. Varios estudios han tratado de abordar este tema con resultados contradictorios. Actualmente, los datos no son concluyentes en altitud simulada o real, y con la clara evidencia de que en normoxia sildenafil no mejora el rendimiento, se está utilizando esta droga (y, a veces en exceso) por personas que suben a altas cumbres. La magnitud de estos efectos parece estar determinada por la gravedad de la hipoxemia e hipoxia y de la susceptibilidad individual a la vasoconstricción pulmonar hipóxica y la respuesta individual al efecto del fármaco. Otro de los temas de investigación sobre el sildenafil es la existencia de sujetos que no responden positivamente a efectos de la droga, por lo que significaría que existen diferencias individuales que afectarían a la respuesta al fármaco. Se realizó un estudio doble ciego cruzado durante cuatro semanas consecutivas, los sujetos fueron sometidos a pruebas a nivel del mar en dos días (un día para el placebo y el otro para el sildenafil), y a una altura simulada de 4000 metros en una cámara hipobárica para determinar los efectos de sildenafil en los parámetros cardiovasculares respiratorios y metabólicos en normoxia y durante la exposición aguda a la hipoxia hipobárica durante pruebas de ejercicio máximo y submáximo. Una hora antes de la prueba, se administró sildenafil (100 mg) o placebo oralmente a 11 voluntarios. En hipoxia no se encontraron mejoras importantes entre el placebo y sildenafil en ningún parámetro ni hubo una mejora en el rendimiento. Tampoco se encontraron diferencias entre hombres y mujeres con la administración del sildenafil. El análisis estadístico permitió reconocer dos grupos de sujetos dependiendo de la respuesta al sildenafil en la hipoxia, usando el volumen sistólico y gasto cardíaco como factores similares. Respondedores podrían tener una respuesta la vasoconstricción pulmonar hipóxica exagerada, por lo tanto, los efectos de sildenafil sería significativo, pero sólo en términos absolutos, ya que no mostraron una mejoría significativa en comparación con el grupo de no-respuesta. Con base en los resultados de las investigaciones, parece poco probable que el sildenafil puede ejercer efectos beneficiosos en la entrega de oxígeno durante la práctica de ejercicio en altitudes inferiores a 4.000 m Teniendo en cuenta que, a excepción de los escaladores, ningún otro deporte se practica en esta altitud, el uso de sildenafil para una ayuda ergogénica parece no tener efectos beneficiosos. Por el contrario, los posibles efectos adversos pueden ser causados por este medicamento, tales como dolores de cabeza o hipotensión. Más información acerca de los efectos del sildenafil u otros medicamentos que inhiben PDE5 en altitud todavía tienen que aclararse: dosis del medicamento, grado de aclimatación de los sujetos y la intensidad del ejercicio que se debe llevar a cabo para evaluar los efectos beneficiosos reales sobre la capacidad física durante la exposición hipoxia aguda de estos inhibidores de la PDE5.
Estudio de terapias antígeno-específicas para la prevención de la diabetes tipo 1 en el ratón nod
(Universitat de Barcelona, 2016-02-08) Izquierdo Castro, Cristina; Stratmann, Thomas; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
a diabetes tipo 1 (DT1) es una patología autoinmunitaria causada por la destrucción de los islotes β pancreáticos encargados de la producción de insulina. Actualmente, no existe cura alguna para la enfermedad más allá de la administración de insulina exógena a los pacientes, lo cual no permite el control de los efectos nocivos provocados a largo plazo. Por este motivo resulta de relevancia el desarrollo de nuevas terapias que permitan la reversión o prevención de los mecanismos implicados en la dolencia. Dado el papel principal del sistema inmunitario en el avance de la DT1 su modulación resulta clave en el diseño de novedosos sistemas de tratamiento, en concreto, la modulación antígeno-específica de las poblaciones T responsables del ataque contra el páncreas se postula como aproximación terapéutica segura y efectiva. Más aún, la capacidad supresora de células T reguladoras las convierte en una diana celular ideal para el desarrollo de terapias capaces de recuperar la tolerancia inmunológica. En el presente trabajo se ha abordado la prevención de la DT1 desarrollada en el modelo murino espontáneo NOD a través de dos estrategias terapéuticas distintas. Ambas se encuentran centradas en la inmunomanipulación péptido-específica de la población autorreactiva T CD4+ 2.5mi+. En una primera aproximación, mediante la administración de tratamientos combinados de tetrámeros de pMHC y complejos de IL-2, se ha conseguido la expansión in vivo de células T reguladoras Foxp3+ antígeno-específicas, las cuales muestran un fenotipo altamente activado, demuestran una capacidad supresora incrementada y cuentan con una efectiva capacidad de migración a islote. La aplicación de los tratamientos combinados diseñados a hembras NOD jóvenes ha propiciado en ellas la prevención de la aparición de diabetes autoinmune prácticamente en un 100% de los animales estudiados. En segundo término, se ha planteado la modulación del conjunto T CD4+ 2.5mi+ a través de la administración de una vacuna de ADN péptido-específica denominada pCMV-CTLA4-Fc-2.5mi. Dada la efectiva prevención de la DT1 inducida por la vacuna al aplicarla a hembras NOD jóvenes se continuó con el estudio del mecanismo celular implicado en el control autoinmune. Así, ha podido determinarse que pCMV-CTLA4-Fc-2.5mi es responsable del incremento selectivo de una población T CD4+ 2.5mi+ Foxp3- con propiedades supresoras in vitro y con capacidad de secreción de la citocina antiinflamatoria IL-10. Asimismo, el plásmido induce también la activación específica de linfocitos T CD4+ 2.5mi+ Foxp3+, promoviendo en ellos el aumento de su función inhibidora. Ambas poblaciones, activadas y/o expandidas, podrían ser las mediadoras del freno del ataque autoinmune centrado en páncreas. En conjunto, los resultados obtenidos a lo largo del estudio aportan nuevos conocimientos que podrían ser de utilidad en el desarrollo y optimización de terapias antígeno-dirigidas contra la DT1. Hemos podido demostrar que la modificación de una pequeña población T autorreactiva, mediante dos mecanismos de acción distintos, puede resultar efectiva para el control autoinmune de respuestas Th1 órgano-específicas evitándose con ello la manipulación general del sistema inmunitario, cuyo completo funcionamiento es esencial para la protección del individuo contra desafíos externos mediados por patógenos.
New insights into lipid and carbohydrate metabolism in teleost fish: transcriptional and functional characterization of adipocytes
(Universitat de Barcelona, 2016-02-04) Bou Mira, Marta; Navarro Álvarez, Isabel; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
The aim of the present thesis is directed towards the comprehension of the mechanisms involved in the regulation of lipid and carbohydrate metabolism in relevant species in European aquaculture. Special attention has been placed on adipose tissue due to its key role in the control of the overall energy homeostasis and its endocrine functions. Six diets were formulated to determine the feasibility of replacing dietary lipids (from 23 to 17%) by starch (from 12 to 28%) and subsequent replacements in starch by fibre up to levels of 18% in gilthead sea bream. The dietary treatments did not affect fish growth nor feed utilization efficiency and triggered only moderate changes in lipid and carbohydrate metabolism. Gilthead sea bream adipose tissue exhibited an activation of the lipogenic pathway and a transcriptional regulation of relevant transcription factors directed to modulate the preferential use of lipids or carbohydrates according to availability. Despite of a lack of hepatic regulation of gluconeogenesis, an efficient metabolic hepatic adaptation to dietary starch was found through the modulation of enzymes directed to increase glucose metabolization and balance fatty acid uptake and lipolysis. These metabolic adaptations encourage the formulation of diets with a relatively high content of starch or fibre. In addition, the capacity of Atlantic salmon adipocytes to synthesise fatty acids from glucose has been demonstrated for the first time. However, the capacity of the pathway is relatively low, which might be contributing to the previously reported glucose intolerance in salmonids. Atlantic salmon adipocytes mainly transformed glucose to glycerol and Krebs-cycle intermediates. The effect of glucose on the transcriptional regulation of enzymes involved in glycolysis, the pentose phosphate pathway and glyceroneogenesis, highlights the relevance of carbohydrate metabolism in fish adipocytes as well as the metabolic adaptation of these cells to ensure the availability of necessary factors and other substrates for lipid synthesis and storage. The implication of adiponectin and TNFα in the regulation of glucose uptake in rainbow trout adipocytes has been explored, showing that both adipokines stimulated glucose uptake without modifying AKT or TOR phosphorylation. However, adiponectin failed to stimulate glucose uptake in insulin-treated adipocytes. Insulin regulated the transcription of the adiponectin system enhancing the mRNA levels of the peptide and reducing those of adiponectin receptors, following the mammalian model. However, neither adiponectin nor TNFα mRNA levels were affected by each other, concluding that the reciprocal suppressive effects reported in mammals are not conserved in fish. TNFα supressed PPARγ at a protein level, corroborating its anti-adipogenic role. However, TNFα enhanced glucose uptake in insulin-stimulated adipocytes, suggesting that the interactions between this cytokine and insulin are not so well defined in fish. Finally, the transcriptomic profile along primary culture of rainbow trout preadipocytes has been characterized revealing that adipogenesis is a complex process involving the coordinated activation or repression of genes associated to the different stages of cell development. It presented high similarities to the mammalian model, being characterized by two main phases: proliferation and differentiation. Proliferation phase was enriched with genes involved in cellular remodelling, autophagy and angiogenesis. In addition, the implication of the eicosanoid signalling pathway was highlighted during this phase. Differentiation phase was enriched with genes involved in energy production, lipid and carbohydrate metabolism. During this phase, the activation of the TR/RXR and the PPAR signalling pathways were revealed. The whole process was driven by a coordinated activation of transcription factors and epigenetic modulators. Overall, these studies have contributed to better understand the mechanisms regulating lipid and carbohydrate metabolisms in teleost fish, as well as adipose tissue growth and development. All this information might be applied to modulate and optimize farming practices.
El trabajo en hipobaria intermitente crónica a gran altitud en Chile: Búsqueda de estrategias preventivas para la fase aguda
(Universitat de Barcelona, 2015-12-14) Silva Urra, Juan; Viscor Carrasco, Ginés; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] La modalidad de trabajo a gran altitud en Chile denominada hipobaria intermitente crónica a gran altitud abarca tanto la explotación de la gran minería, como la actividad de los grandes centros astronómicos, puestos fronterizos y centros recreativos en la zona norte del país. La gran expansión del trabajo en hipobaria intermitente crónica en las últimas décadas, ha provocado que alrededor de 170.000 personas trabajen en ésta modalidad, la mayoría directamente en las faenas y el resto vinculado a las actividades relacionadas al encadenamiento productivo de éste rubro; con un incremento potencial de la masa laboral hacia el 2020 debido a nuevas inversiones tanto en ésta área como en el de la astronomía. Los estudios realizados hasta hoy establecen que en cada nuevo ascenso a gran altitud por razones laborales persisten las alteraciones del sueño, la sintomatología de mal agudo de montaña, el aumento de la presión arterial sistémica, de la presión arterial pulmonar y deterioro de la capacidad cognitiva y física, independiente del nº de años que las personas lleven en esta modalidad de trabajo o que haya ocurrido algún grado de aclimatación ventilatoria o hematológica. En esta tesis doctoral hemos tratado de determinar la efectividad y viabilidad de algunas medidas preventivas dirigidas a prevenir, mejorar o mitigar los desajustes fisiopatológicos inducidos por la exposición intermitente crónica en trabajadores de gran altitud. Se ha escogido el caso de la construcción y puesta en marcha del observatorio ALMA en el llano de Chajnantor (Norte de Chile) por sus peculiares condiciones de trabajo: la instalación de las antenas de radiofrecuencia a una altitud muy cercana a la altitud extrema en el llano de Chajnantor a 5050 msnm y a la gran diferencia de altitud entre el trayecto del campamento base (2900m) y el sitio de las antenas (5050m), lo que obliga a transiciones rápidas de trayecto entre estas dos diferentes altitudes, desplazamiento en función de demandas que no siempre se ajustan a los tiempos de progresión del ascenso/descenso recomendados tradicionalmente para evitar los efectos agudos de la hipoxia hipobárica, constituyéndose en una oportunidad natural de investigar precisamente esta fase de la exposición laboral a altitud que no ha respondido a la aclimatación. Nuestros hallazgos y conclusiones permiten establecer ciertas premisas en este tipo de trabajos. El uso de oxígeno suplementario portátil para el trabajo a campo abierto, incluso a bajo flujo y según sea requerido por el trabajador, ha sido una medida eficaz, económica y segura para garantizar un desempeño laboral más saludable y que permite mejorar el desempeño a gran altitud. Los desplazamientos continuos de los conductores de vehículos e incluso de quienes viajan como pasajeros en vehículos de los vehículos de transporte, sufren ciclos de hipoxia/re-oxigenación que pueden desencadenar eventos arrítmicos y que hemos comprobado que ocurren con mayor frecuencia durante la etapa de descenso desde la mayor altitud y con una mayor incidencia entre los trabajadores más jóvenes. El tiempo de permanencia a 5050 msnm se asoció positivamente a la ocurrencia de eventos arrítmicos; de tal manera que una medida preventiva derivada de lo anterior es limitar el tiempo de permanencia a gran altitud, medida que ha sido implementada para todos los visitantes al sitio. Finalmente el uso de luz azul podría mantener un mayor estado de alerta y corregir algunos de los indicadores de fatiga cognitiva en condiciones de hipoxia hipobárica y a futuro podría ser una medida de mitigación de la somnolencia y la fatiga especialmente para conductores en horario nocturno.
Efectos de las dietas de doble sustitución y las condiciones de cultivo sobre la capacidad digestiva y absortiva de dorada y lubina
(Universitat de Barcelona, 2015-10-30) García Meilán, Irene; Gallardo Romero, María Ángeles
[spa] Tradicionalmente se han utilizado harinas y aceites de pescado en la elaboración de piensos para peces; pero actualmente, es necesario buscar fuentes alternativas. Las harinas y aceites vegetales son buenos candidatos por su elevada disponibilidad y bajo coste. En esta tesis se estudian los efectos de la inclusión en la dieta de ingredientes vegetales sobre los procesos digestivos y absortivos de dorada y lubina. En el capítulo I, se estudia la inclusión de almidón de trigo en dietas isoproteicas y isolipídicas y sustituyendo el lípido o la proteína de la dieta por almidón. Los animales alimentados con un 5 o un 14% de almidón versus los alimentados con un 22% presentaron menor actividad proteasa y modularon al alza la amilasa, la lipasa y la capacidad de absorción de L-Ala y D-Glc. Cuando se reemplazó el lípido por almidón, no se detectaron cambios en la proteasa, amilasa y lipasa, pero sí en la actividad de los enzimas de membrana y en la capacidad de absorción. Además, una disminución de la proteína dietaria provocó una bajada de la actividad digestiva y de la capacidad de absorción de D-Glc, un incremento de la actividad fosfatasa alcalina y un menor crecimiento. El capítulo II estudia el efecto de la relación proteína/lípido en alevines de lubina. En un primer experimento, los animales se alimentaron con dietas isoenergéticas de distinto nivel proteico (40 a 59%). Los peces sintetizaron menos enzimas digestivas cuando se alimentaron con dietas de menor contenido proteico y con la alimentación con las dietas extremas incrementaron su actividad digestiva anticipatoria proteasa y amilasa. Además, a menor ingestión de proteína, inferior absorción de L-Lys y D-Glc. Considerando los resultados obtenidos, se formularon dietas isoproteicas (52%) de distinto contenido lipídico (12 a 20%). Los animales alimentados con dietas de menor contenido energético regularon al alza la actividad digestiva y los alimentados con mayor contenido de lípidos incrementaron la capacidad de absorción de D-Glc y L-Met. Con la relación proteína/lípido 52:16 se obtuvo el mayor crecimiento. El capítulo III estudia el efecto de la relación proteína/energía en juveniles de dorada utilizando dietas isoenergéticas de diferente contenido proteico (35 a 53%). Los animales alimentados con dietas de menor contenido proteico mostraron una disminución de la actividad proteasa y un aumento de la capacidad de absorción de L-Lys y los alimentados con piensos de mayor contenido de proteína una disminución de la actividad proteasa. A excepción de los peces P35, el resto de grupos presentaron buenos crecimientos. El capítulo IV intenta establecer si es mejor administrar por la mañana (M) o por la tarde (A) una dieta con un 40% de carbohidratos digeribles (CH). Se establecieron tres regímenes dietarios: dieta comercial (C), CH-M y CH-A. Los animales CH-M mostraron mecanismos compensatorios en la absorción de nutrientes tras la ración matinal y de actividad enzimática digestiva tras la ración de la tarde, presentando un crecimiento similar a los animales C; en cambio los peces CH-A mostraron un menor crecimiento. Finalmente, en el capítulo V se estudió, en doradas alimentadas con dietas donde el lípido provenía del aceite de pescado (FO) o en un 75% tenía un origen vegetal (VO), el efecto de la edad y/o del cambio de una dieta por la otra. Los animales FO de menor tamaño presentaron mayor actividad lipasa y los VO proteasa, amilasa y capacidad de absorción de nutrientes. Además, los peces pequeños no fueron capaces de adaptarse a corto plazo a un cambio de dieta, los de mayor tamaño sí. A largo plazo los peces que acabaron su crecimiento con VO presentaron más mecanismos de compensación que los que lo acabaron con FO; aunque al final del periodo experimental, todas las doradas presentaron un peso final similar.
Repercusiones sobre la presión arterial y las células progenitoras CD34+ tras diferentes tipos de entrenamiento
(Universitat de Barcelona, 2015-06-25) Niño Mendez, Oscar Adolfo; Viscor Carrasco, Ginés; Javierre Garcés, Casimiro F.
[spa] En la actualidad existe una gran evidencia científica sobre los múltiples beneficios que ofrecen la actividad física y el ejercicio físico en la promoción y mantenimiento de la salud. Los diferentes estudios han mostrado un abanico de resultados favorables en todas las poblaciones estudiadas. El correcto funcionamiento del endotelio vascular es de vital importancia en la salud cardiovascular y la incorporación de programas de ejercicio físico pueden representar un medio eficaz en la atención primaria y secundaria de la aterosclerosis y las enfermedades cardiovasculares. Las células madre hematopoyéticas CD34+, se originan fundamentalmente en la médula ósea y son trasportadas en la sangre periférica, a su vez, contribuyen a la hematopoyesis y pueden ser activadas mediante la actividad física contribuyendo en la formación de nuevos vasos sanguíneos y en la regeneración en los casos de existir lesión. Por otro lado, las diferentes investigaciones no son muy claras sobre los efectos de los diferentes programas de ejercicio físico (aeróbico, fuerza y mixto) en las concentraciones de sangre periférica de células madre CD 34+, tampoco sobre los tiempos de mayor concentración sanguínea pos-esfuerzo. Así mismo, existe poca información sobre los efectos sobre la presión arterial en reposo, en ejercicio submáximo y ejercicio máximo, después de los diferentes programas de ejercicio físico mencionados anteriormente. El objetivo principal ha sido examinar los efectos fisiológicos producidos en el organismo después de realizar diversas actividades y/o programas de ejercicio físico específico (aeróbico, de fuerza o mixto). En conclusión, la realización de una única actividad física aeróbica de muy larga duración produce aumentos en la concentración sanguínea de células madre hematopoyéticas CD34+ circulantes a los 5 días post-esfuerzo. La realización de 3 diferentes programas de ejercicio físico de 6 semanas de duración (aeróbico, fuerza o mixto) no produjo cambios significativos en la concentración sanguínea de células madre hematopoyéticas CD34+. Dado que se detectó una relación inversa entre los cambios observados en la concentración sanguínea de las células madre hematopoyéticas CD34+ y los valores de las mismas al inicio del estudio, deberán tenerse en cuenta los valores basales y su variabilidad siempre que se deban evaluar los cambios observados tras un estímulo de cualquier naturaleza. La realización de un programa de ejercicio físico aeróbico de 6 semanas de duración aumenta la potencia máxima y el VO2máx con respecto a los valores obtenidos inicialmente. La ejecución de un programa de entrenamiento mixto de 6 semanas produce mayor disminución de la presión arterial en reposo que el obtenido solo con ejercicio aeróbico o de fuerza. La presión arterial durante un ejercicio submáximo y máximo disminuye tras un programa de 6 semanas de duración ya sea de tipo aeróbico, de fuerza o mixto, manteniéndose el descenso de dichos valores tras 3 semanas de desentrenamiento.
Exposición intermitente a altitud simulada y ejercicio para la recuperación del daño muscular: células madre circulantes y ajustes hemorreológicos en ratas entrenadas
(Universitat de Barcelona, 2015-04-09) Núñez Espinosa, Cristian; Viscor Carrasco, Ginés; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] La hipótesis general de este trabajo se basa en que un protocolo de hipoxia hipobárica intermitente (IHH) combinada con ejercicio aeróbico ligero en normoxia, puede tener un efecto beneficioso en la regeneración de musculatura esquelética dañada y contribuir a una recuperación más rápida en este tipo de lesiones. Sin embargo, el conocido efecto hematopoyético de la exposición a hipoxia y del ejercicio, y el consiguiente aumento de hematocrito, podrían afectar a la dinámica del aporte de oxígeno a los tejidos, por lo que se hace necesario conocer y estudiar los potenciales efectos de estos tratamientos sobre la hematología y la reología sanguínea. Además, se ha dedicado especial atención a la presencia de células madre circulantes (CD34+) y a la población de “side population” (SP) en médula ósea para obtener evidencias de su posible incidencia en la recuperación de la lesión muscular. El núcleo fundamental de esta tesis doctoral está compuesto por dos estudios que tienen como objetivos: 1. Determinar si la respuesta hematopoyética durante un programa IHH, podría provocar alteraciones en el comportamiento hemorreológico, generando efectos negativos en el suministro de oxígeno a los tejidos. 2. Cuantificar y contrastar los efectos de la IHH y el ejercicio en el aumento del número de células progenitoras en la circulación sanguínea periférica. 3. Determinar los efectos de la IHH combinada o no con el ejercicio aeróbico ligero en normoxia, genera cambios en la presencia de SP. 4. Establecer la dinámica temporal en las modificaciones de la concentración de células madre CD34+ y SP en los diferentes grupos de animales, según las diferentes condiciones experimentales. La muestra se obtuvo de ratas Sprague-Dawley que fueron estudiadas en dos estados basales (no entrenadas y entrenadas) y comparadas durante la fase de recuperación de una lesión por contracción excéntrica repetida (inducida a ratas entrenadas) los días 1, 3, 7 y 14 posteriores a la lesión muscular. Los tres grupos experimentales estudiados durante la recuperación de sus lesiones musculares fueron: ratas con recuperación pasiva (CTRL); ratas expuestas a IHH después del daño muscular (HYP); y ratas entrenadas que además de IHH, realizaron sesiones de ejercicio aeróbico ligero (EHYP). Los resultados obtenidos en los estudios, nos permiten extraer las siguientes conclusiones: 1. Después de dos semanas de tratamiento, la IHH en combinación con ejercicio aeróbico ligero en normoxia, muestra parámetros hemorreológicos alterados en comparación a las demás condiciones experimentales. 2. Aunque la respuesta eritropoyética provocada por la exposición IHH tiende a aumentar la viscosidad de la sangre en el grupo EHYP, otros parámetros microrreológicos tales como mayor elasticidad y menor tiempo de relajación pueden contribuir a compensar este aumento. 3. Los ajustes compensatorios reológicos pueden considerarse como positivos desde un punto de vista funcional, pues contribuyen a mantener la microcirculación normal y un suministro adecuado de oxígeno, nutrientes y agentes químicos a los tejidos durante su proceso de reparación después de daño sufrido en el músculo esquelético. 4. La tinción DyeCycle Violet se retiene selectivamente para las células CD34+, que permite la discriminación de los dos subconjuntos de células, denominadas internamente como CD34+/DCVhigh y CD34+/DCVlow, debido a una intensidad más brillante o atenuada de la tinción. 5. En el séptimo día de la recuperación después de una lesión muscular, el grupo EHYP aumentó claramente el número de progenitores CD34+/CD45neg y CD34+/CD45+. 6. El grupo HYP aunque no muestra un aumento en células progenitoras después de la lesión muscular, es altamente sensible a la expresión de células SP las primeras horas de exposición. 7. La exposición a IHH parece ser decisiva en la expresión de la población SP, aunque el estímulo inducido por el ejercicio mostró un efecto inverso sobre su cinética.
Tumors and Ly6Chigh Monocytes
(Universitat de Barcelona, 2015-02-05) Zare, Fatemeh; Celada Cotarelo, Antonio; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[eng] Cancer immunotherapy represents a treatment strategy which is being clinically tested to complement surgery, radiotherapy and chemotherapy – the current cornerstones of our fight against cancer. It has become clear now, that tumors not only escape immune recognition but also actively suppress antitumor immune responses. In order to improve cancer immunotherapy, effective manipulation of the immune system to break self-tolerance need to be designed and approaches that counteract immunosuppressive mechanisms need to be developed. The tumor microenvironment encompasses a wide variety of immune cells, which macrophages comprise the most dominant portion of them and thus are the major players in the connection between inflammation and cancer. These tumor-associated macrophages (TAMs) are derived from blood monocyte precursors and subsequently acquire distinct characteristics as a result of tumor micro-environmental cues. Monocytes are a heterogeneous population in the blood with an enormous plasticity whose fate and functions are dictated by the microenvironment. Therefore, the roles of specific Monocytes subsets in tumor progression and the molecular mechanisms for their impacts need to be elucidated. Ly6Chigh and Ly6Clow are two main different types of murine monocytes subsets that have been defined by distinct phenotypes and immunoregulatory functions. Recent data demonstrates that Ly6Chigh monocytes can recruit to inflammation loci while Ly6Clow monocytes are patrolling cells. We have developed a method to produce large number of Ly6Chigh monocytes in vitro. In our study we observed that, injection of these cells affects tumor progression in breast cancer and C26 colon carcinoma. Activation of Ly6Clow monocytes by pro- or anti-inflammatory cytokines, results in a genetic expression profile, corresponding to pro- or anti-inflammatory genes, respectively. Injection of pre- activated Ly6Clow monocytes toward pro- or anti-inflammatory polarization in C26 colon carcinoma showed that anti-inflammatory activated monocytes are more beneficial in delaying cancer cachexia. Increased knowledge of monocytes improves the chances to find therapies against a broad spectrum of diseases including cancer, where monocytes have opposing roles of either being beneficial or detrimental to the host. Using C26 cancer model we were interested to study the impact of activation of Ly6Chigh monocytes toward pro or anti-inflammatory phenotype on the progression of cancer. We conducted the C26 cancer model injecting Ly6Chigh monocytes treated with IL-4 or INF-. before injection. Among the groups of treatment, Ly6Chigh monocytes activated with IL-4 were the most beneficial on cancer progression, since they had the highest survival rate and the least tumor volume rise among all groups. Since the whole cachectic muscles are inflamed and injured in C26-bearing mice and activated Ly6Chigh monocytes injected in this cancer model apart from recruiting to tumor site have played substantial role by affecting cachectic muscle repair. In summary, we defined a new regulatory role of recruiting Ly6Chigh monocytes in cancer, which might be clinically relevant in developing novel immunotherapeutic strategies. Although, underlying mechanism by which Ly6Chigh monocytes influences the tumor progression have yet to be established and it requires further studies to characterize the phenotype of these cells after recruitment in cancer. So far, since the inflammatory genes involved in tumor progression were differently regulated in tumors infiltrated with Ly6Chigh monocytes, our hypothesis is that the recruitment of Ly6Chigh monocytes, alter the balance of pro-inflammatory/anti-inflammatory pool of macrophages in the cancer and this is the main reason why modulation impacts occur in this study. While pro-inflammatory macrophages will be able to induce wound hilling and revascularization, the anti-inflammatory macrophages will block the tumor growth through the production of fibrosis.
TREXI and SAMHD1, and Aicardi-Goutières Syndrome
(Universitat de Barcelona, 2015-02-06) Valverde Estrella, Lorena; Celada Cotarelo, Antonio; Lloberas Cavero, Jorge; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[cat] La síndrome d'Aicardi-Goutières (AGS), és una malaltia autoimmunitària recessiva que mimetitza una infecció vírica intrauterina, i la qual és caracteritzada per calcificacions intracranials, atròfia cerebral i augment d'IFN-alfa al líquid cefaloraquidi. L'AGS és una malaltia genètica heterogènia associada amb mutacions al gen que codifica per a l'exonucleasa TREX1, a qualsevol dels gens codificants per a les components de la ribonucleasa RNASE H2, a la fosfohidrolasa SAMHD1, a la deaminasa ADAR1 o al sensor citoplasmàtic MDA5. El coneixement d'aquestes funcions és fonamental per tal d'entendre la patogènesi de l'AGS. En aquesta tesi s'ha aprofundit en el coneixement del mecanisme regulador de la transcripció de Samhd1. Hem vist que Samhd1 es troba expressat en diferents òrgans sense necessitat de cap estímul previ, com el pàncrees, l’intestí prim i els macròfags derivats de moll d’os, i en diferents quantitats en altres òrgans de ratolí. Donada la important afectació que té l’AGS al cervell, també es va analitzar la seva expressió en neurones i cèl·lules de la micròglia. També hem vist que Samhd1 es troba induït en presència de citocines proinflamatòries, però no es troba afectada la seva expressió en presència de citocines antiinflamatòries així com tampoc en presència de TNF-gamma. Utilitzant macròfags derivats de ratolins deficients en STAT1, hem pogut demostrar que l’expressió de Samhd1 per IFN-alfa és a través d’STAT1, ja que la seva expressió es troba completament reprimida en aquestes cèl·lules. Ens vam centrar en la inducció de Samhd1 i per la seva comprensió vam focalitzar en l’estudi del seu promotor. Es van clonar 1500 parells de bases del promotor de Samhd1 en un plasmidi reporter de luciferasa, i es va veure que aquest fragment era suficient per induir l’expressió de luciferasa. A partir d’aquest constructe, es van realitzar llavors noves construccions delecionant cada vegada una regió del promotor. Es va veure que en delecionar una regió específica de 161pb, l’expressió de luciferasa es trobava completament reprimida, indicant que aquesta regió del promotor és crítica per a la inducció de Samhd1. Experiments de retard en gel (EMSA) van mostrar que Samhd1 es troba reprimit en condicions basals per una proteïna que no hem arribat a caracteritzar, i experiments de precipitació de cromatina (ChIP) van mostrar que IRF1 es troba involucrada en la inducció de Samhd1 per IFN-alfa. La nostra hipòtesi doncs, és que l’expressió de Samhd1 té un mecanisme de regulació doble: en condicions basals es troba reprimit i en presència d’IFN-alfa s’indueix una via de senyalització independent d’STAT1 que fa saltar el complex repressor del promotor, i també s’indueix una via de senyalització dependent d’STAT1, que indueix l’expressió d’IRF1 i que activa la transducció de Samhd1. Fins ara no hem caracteritzat la proteïna o complex de proteïnes que reprimeix l’expressió de Samhd1 en condicions basals, però s’està investigant mitjançant anàlisis proteòmics. En aquesta tesi també s’ha fet la construcció d’un ratolí KO condicional per a TREX1. Una vegada aconseguit aquest animal condicional, el qual conté el gen de Trex1 flanquejat per dues dianes LoxP, aquest s’està encreuant amb diferents soques que expressen CRE sota regulació de diferents Socs2 promotors. Els ratolins homozigots KO i que expressen CRE, tenen un fenotip similar al fenotip que mostren els ratolins KO totals de TREX1. Estem en el procés d’obtenció de ratolins homozigots KO i que expressen CRELysM però, donat a problemes amb la penetrància d’aquest al·lel, hem tingut algunes dificultats. Els resultats d’aquesta tesi en conjunt poden ajudar a entendre una mica més el funcionament de l'AGS.
Influencia de variantes de los genes APOE, HMGCR, SLC01B1, CYP3A4 y LPA en la respuesta al tratamiento con estatinas en pacientes con dislipemia
(Universitat de Barcelona, 2014-11-17) Cano Corres, Ruth; Alía Ramos, Pedro; Mitjavila Cors, Maria Teresa; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa]Los pacientes con dislipemia son tratados con estatinas para reducir sus concentraciones de lípidos, y disminuir el riesgo cardiovascular. El grado de respuesta a estos fármacos es heterogéneo, y en él podrían influir ciertos genes. Este trabajo trata de valorar la influencia de seis variantes genéticas sobre la eficacia de las estatinas en pacientes con dislipemia, tanto de manera independiente como junto a una serie de variables de control. Las magnitudes lipídicas evaluadas fueron el colesterol total (CT) y el excluido de HDL (noHDL), y las variables de control fueron: edad, dosis media diaria de estatina, cambio en el índice de masa corporal, cambio en el hábito tabáquico, cambio en las horas de ejercicio practicadas semanalmente y cambio en el consumo de gramos de alcohol diarios. La eficacia del tratamiento se valoró mediante tres indicadores: disminución relativa de CT y no HDL según la concentración al final (%C) y según la concentración media durante el tratamiento (%CM), y grado de consecución de objetivos terapéuticos. Este estudio se llevó a cabo en una población NAIF (n=100), pacientes en los que se inicia el tratamiento en la primera visita, y posteriormente en una población NO NAIF (n=57), pacientes ya tratados en la primera visita a quienes se les modifica el tratamiento. Las variantes genéticas estudiadas fueron: APOE c.526C>T (APOE2), APOE c.388T>C (APOE4), SLCO1B1 c.521T>C, CYP3A4 c.-392G>A, HMGCR c.1564-106A>G y LPA c.3947+467T>C. El estudio estadístico se basó en modelos de regresión múltiple. Para la población NAIF, la variante HMGCR c.1564-106A>G resultó influir sobre el %C y el %CM tanto para CT como para noHDL. Aportó al modelo basal un porcentaje de explicación adicional para %C de CT y noHDL de un 9,5% y 8,2%, respectivamente, y 6,2% y 3,5% al del %CM. También resultó influyente para los NO NAIF, suponiendo una explicación adicional de aproximadamente un 8% para los cuatro casos. Cabe destacar que en ambas poblaciones el efecto de la presencia de la variante resultó contrario: perjudicial para los NAIF y beneficioso para los NO NAIF. El gen HMGCR codifica para la enzima sobre la que ejercen su acción las estatinas. La variante estudiada está implicada en la regulación del splicing alternativo del exón 13, que modifica los centros activos sobre los que puede actuar la estatina. Este splicing alternativo también se ve modulado por la concentración de lípidos circulantes, pero esto ocurre únicamente en los no portadores de la variante. En esta tesis se postula que la disminución del CT y el noHDL se producirían de manera gradual y constante en el caso de los portadores de la variante, o según una función de tipo sigmoideo en los no portadores. Además, para los NO NAIF, la variante SLCO1B1 c.521T>C resultó influyente y perjudicial para el %C y %CM del CT, aportando un 7,1% y 5,9% de explicación al modelo basal respectivamente. Esto podría deberse a la relación entre la variante y los efectos adversos de las estatinas, que suele llevar aparejada una mala adhesión al tratamiento. Respecto al grado de consecución de los objetivos terapéuticos, las variantes influyentes fueron HMGCR c.1564-106A>G para el CT para los NAIF, y SLCO1B1 c.521T>C para CT y noHDL de los NO NAIF. La presencia de las variantes supuso mayor dificultad para alcanzar los objetivos. Se puede concluir que la variante estudiada del gen HMGCR tiene cierta influencia sobre la eficacia de las estatinas, aunque su efecto depende del tipo de población estudiada. La presencia de la variante del gen SLCO1B1 también podría presentar cierto efecto perjudicial, pero en ambos casos sería recomendable ampliar el estudio con un mayor número de pacientes.
Oxidative folding and early traffic of the human cystinuria transporter
(Universitat de Barcelona, 2014-10-30) Rius Radigales, Mònica; Chillarón Chaves, José Julio; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] El objetivo de este trabajo es el de estudiar la biogénesis de las proteínas de membrana. El modelo utilizado para ello es el transportador humano rBAT- b0,+AT, cuya ausencia causa cistinuria. Para estudiar el ensamblaje, el plegamiento y el tráfico del heterodímero se han analizado los puentes disulfuro, los N-glicanos y la cola C-terminal de rBAT. Los resultados muestran que el ectodominio de rBAT se encuentra completamente oxidado formando 3 puentes disulfuro: C242-C273, C571-C666 y C673-C685. Probablemente el primero en formarse es C242-C273 pues es el único capaz de formarse establemente en ausencia de los demás. Cuando una de estas cisteínas se encuentra desapareada, ésta interacciona con los demás residuos de cisteína evitando la correcta formación de los demás puentes disulfuro. La subunidad ligera b0,+AT es necesaria para el plegamiento oxidativo de rBAT. Parece que su presencia estabiliza la oxidación de C571 para formar el puente disulfuro C571-C666. Este puente disulfuro y el C242-C273 son esenciales para la biogénesis del transportador, no así el puente disulfuro C673-C685. rBAT contiene 5 N-glicanos. Ninguno de ellos es esencial para el transportador, aunque son necesarios para una degradación eficiente, para la salida del RE y para que el transportador sea plenamente funcional. De hecho, el N-glicano N575 es necesario y suficiente para conferir una eficiencia máxima de maduración al transportador. El mutante que elimina la cola C-terminal de rBAT, Δ673-685, es retenido en el RE y posteriormente degradado, lo que muestra la importancia de este element en la biogénesis del transportador. El estudio de los mutantes simples y dobles de esta región muestra que estos residuos son importantes para la estabilización y maduración del heterodímero, lo que explica, al menos en parte, el fenotipo observado en Δ673-685. El estudio de los mutantes dobles de la cola C-terminal de rBAT y del N-glicano N575 o del puente disulfuro C673-C685 sugiere que estos elementos podrían interaccionar física y/o funcionalmente con residuos de la cola C-terminal de rBAT para promover la maduración eficiente del transportador, y que podrían constituir parte de una señal conformacional de salida del RE en el dominio luminal de rBAT.
Interacciones entre la salud bucodental y el rendimiento deportivo anaeróbico
(Universitat de Barcelona, 2014-10-27) Julià Sánchez, Sonia; Viscor Carrasco, Ginés; Pagés, Teresa; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] La implicación de la salud oral en el rendimiento físico del deportista es un área que ha suscitado un interés creciente en los últimos años. Atendiendo a los factores etiológicos de las patologías orales y a las repercusiones que éstas pueden tener sobre el organismo, se plantean las siguientes hipótesis de trabajo: (i) los hábitos higiénicos y dietéticos de la población deportista los sitúan, a priori, en un grupo de riesgo para el desarrollo de caries y erosión dental; (ii) el ejercicio anaeróbico máximo podría inducir respuestas específicasa a nivel oral que determinaran una diferente experiencia de caries; (iii) la oclusión dental podría estar asociada a alteraciones en el equilibrio del sujeto, de especial trascendencia en especialidades con un alto componente técnico. Esta tesis doctoral se lleva a cabo a través de varios estudios con los siguientes objetivos: (i) analizar y comparar la experiencia de caries (índice CAOD) en atletas de disciplinas anaeróbicas en comparación con la población general; (ii) estudiar el efecto de la realización de ejercicio anaeróbico máximo en carrera (series interválicas de 300 metros) en el valor del pH salival. A la vez, valorar la posible correlación entre el valor de pH salival y el lactato sanguíneo; (iii) comprobar si realizando un ejercicio de carácter similar al descrito en el punto (ii) en condiciones de hipoxia (series de saltos con contramovimiento (CMJ)) se modifica el pH salival en comparación con el mismo protocolo de ejercicio realizado en normoxia. A la vez, valorar una posible correlación entre el valor de pH salival y la saturación arterial de oxígeno (SaO2); (iv) valorar la influencia de la oclusión dental en el control postural del sujeto bajo condiciones de estabilidad opuestas (estática vs dinámica) en plataforma inestable; y (v) determinar si la fatiga muscular resultante de la realización de ejercicio máximo (CMJ o circuito de fuerza general) altera el equilibrio y si la oclusión dental es un factor determinante en el control del equilibrio del sujeto después del ejercicio. Los resultados obtenidos aportan las siguientes conclusiones: (i) la población deportista especialista en disciplinas anaeróbicas manifiesta una menor experiencia de caries que la población general; (ii) la realización de ejercicio anaeróbico láctico provoca una alcalinización en el valor del pH salival. Sin embargo, pese a observar una tendencia incremental paralela en los valores de lactato sanguíneo y del pH salival, la correlación entre ambos valores es inconcluyente; (iii) cuando se realiza ejercicio anaeróbico máximo en condiciones de hipoxia normobárica se produce una mayor alcalinización del pH salival en comparación con normoxia. A la vez, parece existir una correlación estadísticamente significativa entre la SaO2 y el pH salival; (iv) la información aferente de la oclusión dental podría contribuir en mayor medida en el proceso de control postural en presencia de mayores condiciones de inestabilidad. Además, existen determinadas características de la oclusión dental que influyen negativamente en el control postural del sujeto: el resalte, la desviación de la línea media, la clase de Angle, la mordida abierta anterior, la mordida cruzada, y el apiñamiento; y (v) la fatiga muscular resultante de la realización de un ejercicio máximo no causa alteraciones inmediatas en el equilibrio. De manera global, se puede concluir que la práctica de ejercicio físico anaeróbico de alta intensidad produce una alcalinización en el pH salival. A la vez, la oclusión dental parece influir en el equilibrio de la población físicamente activa sólo en condiciones de alta inestabilidad. El ejercicio anaeróbico produce respuestas específicamente diferentes que el aeróbico en la fisiología oral y de la misma manera, el estado de salud bucodental puede influir de modo diferente en el rendimiento anaeróbico y aeróbico.
Estudio de la respuesta autoreactiva de linfocitos B anti-periferina en la diabetes tipo I
(Universitat de Barcelona, 2014-10-17) Garabatos Leitón, Ma. Nahir; Stratmann, Thomas; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] La diabetes tipo 1 (DT1) es una enfermedad de origen multifactorial, caracterizada por la destrucción selectiva de células ß productoras de insulina localizadas en los islotes pancreáticos. Estudios realizados en el modelo de ratón NOD, han revelado que la respuesta autoinmune en esta enfermedad está dirigida principalmente por poblaciones autoreactivas de linfocitos T CD4 y CD8 infiltrantes de islote. Durante muchos años, el papel de los linfocitos B en la DT1 ha sido relegado a un segundo plano, sin embargo, a día de hoy se sabe que estas células son importantes en el desarrollo del proceso, y que posiblemente su papel en la presentación de autoantígenos sea clave en las primeras etapas de la respuesta autoinmune. Recientemente, se ha descrito la presencia de linfocitos B autoreactivos infiltrantes de islote frente a una proteína con patrón de expresión neuroendocrino, identificada como periferina. Estos datos, junto con trabajos recientes donde se describe la presencia de un ataque inicial en páncreas frente a elementos del sistema nervioso, ponen de manifiesto la importancia del análisis de esta respuesta. El estudio presentado en esta memoria describe y caracteriza por primera vez, la región antigénica presente en la periferina reconocida por linfocitos B autoreactivos en ratones NOD. La respuesta de estos linfocitos B, esta dirigida frente a la región L465-S495, un epítopo lineal de 17 aminoácidos de longitud localizado en la región C terminal de las isoformas 61 y 58. Por otra parte, mediante el desarrollo de una molécula de detección de linfocitos B específica, hemos podido llevar a cabo un estudio del desarrollo y fenotipo de esta población de linfocitos en ratones NOD. Los resultados obtenidos, muestran la presencia de una respuesta temprana de linfocitos B anti-periferina detectable a partir de las 4 semanas, con un perfil heterogéneo de linfocitos B1 y B2. De forma importante, hemos comprobado como el peritoneo es una región clave en la dinámica de esta población autoreactiva. En este compartimento, la frecuencia de linfocitos B anti-periferina es superior a la detectada en otros órganos, y una parte de la población presenta signos de cambio de isotipo. Por otra parte, experimentos llevados a cabo en ratones diabéticos NOD, han revelado un aumento en el número y frecuencia de estas células en esta región, apuntando a que el compartimento peritoneal podría ser clave en el desarrollo y mantenimiento de la respuesta autoreactiva anti-periferina durante el transcurso de la DT1.
Potenciales aplicaciones de la hipoxia intermitente: individualización del entrenamiento anaeróbico
(Universitat de Barcelona, 2014-06-19) Álvarez Herms, Jesús; Viscor Carrasco, Ginés; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] Se plantea la siguiente hipótesis de trabajo que: 1) El entrenamiento de fuerza realizado en condiciones de hipoxia mejora el rendimiento anaeróbico específico. 2) Las condiciones de hipoxia simulada no provocan un descenso de la intensidad de ejecución durante este tipo de ejercicio. 3) El mayor estrés fisiológico y perceptivo soportado en condiciones de hipoxia es el causante de provocar respuestas adaptativas en diferentes sistemas orgánicos: metabólico, cardíaco, nervioso y muscular. Este estudio se lleva a cabo a través de varios trabajos valorando deportistas entrenados, los objetivos de los cuales son: 1) Estudio de la respuesta física sobre el rendimiento anaeróbico láctico mediante: A) La realización de dos programas de entrenamiento que incluyeron ejercicios de fuerza resistencia localizados y generales durante 4 semanas y 12 sesiones. B) Valoración del rendimiento físico y fisiológico midiendo antes y después de la realización de los programas y comparando en dos grupos (hipoxia y normoxia). C) Los test de rendimiento físico incluyeron: test de máximo rendimiento durante 60 segundos (saltos continuos) y máxima capacidad de rendimiento hasta el agotamiento (máximo número de series posibles a realizar). 2) Valoración de la potencia generada durante un ejercicio interválico intermitente (6 series de 15 segundos a máxima intensidad con recuperación de 3 minutos) en condiciones de normoxia, hipoxia moderada (equivalente a 2500m) y severa (equivalente a 4000m). 3) Análisis de la respuesta metabólica del lactato alcanzado al finalizar el test hasta el agotamiento comparando grupos (hipoxia y normoxia) y antes y después del programa de entrenamiento. 4) Valorar el efecto del entrenamiento en condiciones de hipoxia sobre la regulación de sistema nervioso autónomo a través del registro de la recuperación y la variabilidad de la frecuencia cardíaca. 5) Comprobar el efecto provocado por el ejercicio máximo en condiciones de hipoxia y normoxia en la saturación arterial de oxígeno y el rendimiento físico. Los resultados obtenidos en los estudios que conforman la tesis doctoral, nos permiten extraer las siguientes CONCLUSIONES: 1) El grupo de deportistas entrenados que realizó los programas de entrenamiento de fuerza en condiciones de hipoxia hipobárica intermitente mejoró su rendimiento máximo durante un test de 60 segundos y alcanzó un mayor número de series hasta el agotamiento en régimen interválico intermitente. Esta mejora fue estadísticamente significativa comparando el rendimiento anterior y posterior al programa y con el grupo que entrenó en normoxia. 2) La mejora obtenida en el test hasta el agotamiento (mayor número de series alcanzadas) correlacionó con un mayor nivel de lactato alcanzado en el grupo hipoxia (en comparación con el grupo normoxia). 3) Las condiciones de hipoxia simulada no provocan una reducción en la capacidad de generar potencia de fuerza tanto si es moderada (2500m) como severa (4000m) en comparación con normoxia. 4) La Saturación arterial de oxígeno descendió significativamente a medida que la altitud simulada era mayor. Este descenso no afectó la capacidad de rendimiento físico. 5) El entrenamiento de fuerza en hipoxia simulada intermitente provocó modificaciones significativas en comparación con el mismo entrenamiento en normoxia en la respuesta del sistema nervioso autónomo. Estas modificaciones fueron medidas a través del índice de recuperación de la frecuencia cardíaca después de 3 minutos de finalizar el test de rendimiento máximo. De manera global, se puede concluir que el entrenamiento de fuerza en condiciones de hipoxia simulada de carácter intermitente puede mejorar el rendimiento en pruebas de carácter anaeróbico en deportistas entrenados. Además, puede ser una herramienta útil dentro de la preparación física en personas lesionadas que realicen programas de rehabilitación física en condiciones de hipoxia para mantener un nivel físico más alto por el mayor estrés soportado a nivel sistémico.
Paper de leptina i grelina sobre el teixit adipós i estudi de la proteolisi muscular en peixos = Role of leptin and ghrelin on adipose tissue and study of muscle proteolysis in fish
(Universitat de Barcelona, 2014-03-28) Salmerón Salvador, Cristina; Capilla Campos, Encarnación; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[cat] Els estudis que composen aquesta tesi tenen com a objectiu optimitzar el creixement muscular i reduir l'acumulació de greix en dues espècies d'aqüicultura, l’orada i la truita irisada. Primerament, es van identificar i caracteritzar en orada, alguns membres clau dels diferents sistemes proteolítics cel•lulars relacionats amb la degradació muscular com les calpaïnes (capn), catepsines (CTS) i via ubiquitina-proteasoma (UbP). La seva transcripció gènica muscular es va estudiar en orades: en tres etapes de la vida (aleví, juvenil i adult), sota dos estats nutricionals (dejuni i realimentació) i en resposta a dietes amb diferent nivell de proteïna i carbohidrat. En segon lloc, en truita irisada es va investigar in vivo l'efecte de l'adipositat sobre la leptina en plasma, i in vitro, el paper de certes hormones i nutrients en l’adipogènesi i en el metabolisme lipídic dels adipòcits. Finalment, es va establir per primera vegada, un cultiu primari de pre-adipòcits a partir de teixit adipós visceral en l'orada, i es van analitzar els efectes d'algunes hormones sobre la proliferació i la diferenciació cel•lular. Aquests estudis han demostrat que: a) l'expressió de les calpaïnes és modulada per l'estat nutricional i la composició de la dieta en l'orada, i que l'expressió de diversos membres del sistema de les calpaïnes es correlacionen amb la textura muscular, el que indica el seu potencial ús com a marcadors moleculars de la qualitat del filet d’orada, b) les SaCTSs i els membres del sistema SaUbP són reguladors del recanvi de les proteïnes musculars, l'expressió dels quals canvia durant la vida i en relació amb l'estat nutricional dels peixos, c) els nivells circulants de leptina poden transmetre informació sobre l'estat energètic del cos, i la regulació de la secreció de leptina dels adipòcits és modulada per la història nutricional dels peixos i per la influència d’hormones i nutrients, d) la grelina sembla ser una potenciadora del metabolisme lipídic en el teixit adipós de truita irisada, mentre que la leptina sembla regular-lo negativament. Aquests estudis han ajudat a entendre millor la proteòlisi muscular així com l’adipogènesi i el metabolisme lipídic d'aquestes espècies d'aqüicultura per millorar la seva qualitat.
Sparc (Osteonectin): new insight into the function and regulation = Sparc (Osteonectin): nuevos conocimientos sobre sus funciones y regulación
(Universitat de Barcelona, 2014-02-21) Torres Núñez, Eva; Rotllant i Moragas, Josep; Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia i Immunologia
[spa] Osteonectina, también llamada Sparc o BM-40, es una glicoproteína multifuncional que pertenece a la familia de las proteínas matricelulares de la matriz extracelular. Este grupo modula las interacciones entre la matriz y las células e interviene en múltiples funciones más que jugar un papel en la estructura celular. Se sabe que Sparc tiene una alta afinidad por los iones calcio y fue descubierta por primera vez como el componente mayoritario de la matriz extracelular de tejidos mineralizados. Más tarde, se localizó Sparc en muchos otros tejidos. La expresión de Sparc es alta durante el desarrollo temprano y disminuye durante la edad adulta. Sin embargo, su expresión aumenta en tejidos que requieren cierto grado de renovación, reparación o en tumorigénesis. Debido a que Sparc es capaz de interactuar con múltiples moléculas, se le han atribuido importantes funciones como antiadhesión, regulación del ciclo celular y actividad angiogénica. Debido al poco conocimiento respecto a la regulación de Sparc y los papeles contradictorios en diferentes tejidos, el objetivo principal de esta tesis es contribuir a un mayor entendimiento de este gen en peces teleósteos. En esta tesis demostramos: 1. Sparc es un regulador importante en hematopoyesis embriogénica durante el desarrollo temprano del pez cebra. 2. Localizamos sparc corriente abajo de fgf21 en esta cascada de regulación. 3. La radiación ultravioleta es capaz de inducir un incremento en la expresión de p53 y Sparc. 4. Dado que sparc está altamente expresada en embriones expuestos a radiación ultravioleta, este gen puede estar implicado en el incremento de malformaciones durante el desarrollo. Así, se sugiere que posiblemente sparc sea capa de inducir un mecanismo molecular en respuesta a la exposición de UV. 5. El intrón localizado entre las dos regiones 5’UTR es clave para regulación transcripcional de sparc ya que el vector conteniendo únicamente esta secuencia asociada a GFP es capaz de expresar fluorescencia en notocorda, ICM, vesícula ótica, bulbo olfatorio y fibras musculares, lugares donde se sabe que sparc está presente tanto en pez cebra como en otras especies de teleósteos. 6. Sparc está regulada a nivel de la transcripción por metilación del ADN. Concretamente, la isla CpG detectada en el intrón es susceptible a procesos de metilación. 7. Tanto la secuencia aminoacídica de Sparc como los lugares de expresión en larvas de rodaballo (Scophthalmus maximus) están altamente conservados cuando se comparan con las secuencias existentes en otras especies. 8. Sparc tiene un papel durante la metamorfosis de rodaballo por su alta expresión en etapas premetamórficas.

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