En la presente Tesis Doctoral, se ha evaluado diferentes situaciones fisiológicas y patológicas relevantes en el campo neonatal. Por un lado, se ha mejorado la predicción de los resultados de la encefalopatía hipóxico-isquémica, lo que es de vital importancia para desarrollar estrategias de trapiento personalizadas y reducir la mortalidad y morbilidad neonatas. Por lo lado, la lactancia materna es el estándar de oro para la nutrición de recién nacidos a término y pretérmino. Para los bebés prematuros cuyas madres no pueden proporcionar su propia leche materna (OMM), la leche humana de donante pasteurizada (DHM) es la alternativa preferida. En esta Tesis, se ha estudiado la huella metabólica de los recién nacidos prematuros para descifrar el efecto de la nutrición sobre su metabolismo. Asimismo, la transposición de las grandes arterias (TGA) es una cardiopatía congénita caracterizada por hipoxemia y circulación anormal, responsable de alteración cerebral y retraso del neurodesarrollo a largo plazo. La septostomía auricular provoca un aumento repentino de la oxigenación de la sangre arterial que conduce a cambios metabólicos complejos. En esta Tesis, se ha evaluado el cambio metabólico en lactantes con TGA después de la septostomía auricular para arrojar luz sobre el efecto de los cambios en la oxigenación cerebral.In this PhD Thesis different physiological and pathological situations that are relevant to the neonatal field have been assessed. Hypoxic-Ischemic encephalopathy (HIE) is a neurologic sequela of perinatal asphyxia. In this Thesis, the aim was to improve prediction of outcomes of HIE, which would be of key importance for developing personalized treatment strategies and reduce neonatal mortality and morbidity. Furthermore, breastfeeding is the gold standard for nutrition of the term and preterm infants. For preterm infants whose mothers are unable to provide of own mothers’ milk (OMM), pasteurized donor human milk (DHM) is the preferred alternative. In this Thesis, metabolic signature of preterm infants has been studied to unscramble the effect of nutrition on their metabolism. Likewise, transposition of the great arteries (TGA) is a congenital heart disease characterized by hypoxemia and abnormal circulation is responsible for brain alteration and long-term neurodevelopmental delay. Atrial septostomy causes a sudden increase in arterial blood oxygenation leading to complex metabolic changes. In this Thesis, the metabolic switch in infants with TGA after atrial septostomy were assessed to shed light on the effect of the changes in the cerebral oxygenation.