Transmissão sináptica em neurônios envolvidos na geração e modulação das atividades simpática e respiratória na hipóxia

Resumo

Os mecanismos neurais envolvidos na geração e modulação das atividades simpática e respiratória no sistema nervoso central, ainda que bastante estudados, são relativamente pouco conhecidos tanto em condições fisiológicas quanto fisiopatológicas. O modelo experimental da hipóxia crônica intermitente (HCI), que apresenta características similares a apnéia obstrutiva do sono observada em humanos, promove alterações respiratórias e autonômicas que entre outras disfunções neurovegetativas resulta também em hipertensão arterial. Esse Projeto Temático tem como objetivo caracterizar a neurotransmissão dos componentes simpático e ventilatório do quimiorreflexo nos neurônios: a) bulbares do núcleo do trato solitário, do complexo RVLM/complexo Botzinger e do núcleo retrotrapezóide, b) pontinos do núcleo parabraquial, e c) hipotalâmicos do do núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN), em ratos normais e submetidos a HCI. Para atingir esse objetivo faremos uso de 3 abordagens experimentais principais: I) eletrofisiologia (patch-clamp), II) preparação coração-tronco cerebral isolados e III) imunohistoquímica e biologia molecular. Para responder perguntas específicas sobre os diferentes neurotransmissores e os seus respectivos receptores, o presente Projeto Temático está dividido em 8 Sub-Projetos, com os seus respectivos objetivos específicos. Em 4 sub-projetos utilizaremos abordagens eletrofisiológicas ("patch-clamp"), para estudar neurônios de diferentes núcleos bulbares e pontinos envolvidos nas vias neurais do quimiorreflexo. Nos Sub-Projeto I e II estudaremos as respostas dos neurônios do NTS que enviam projeções para núcleos bulbares envolvidos com a geração da atividade simpática (RVLM e PVN) e respiratória (complexo Botzinger) aos diferentes agonistas de receptores de aminoácidos excitatórios ou purinérgicos e o objetivo específico será a caracterização dos mecanismos eletrofisiológicos e neuroquímicos dessas diferentes subpopulações de neurônios. No sub-projeto III avaliaremos se o ATP afeta diretamente os neurônios do NTS que liberam glutamato ou os neurônios e/ou interneurônios que fazem sinapse com os neurônios que liberas o glutamato e para isso utilizaremos a técnica de fotólise por laser e ATP ligado a um "caged-compound", a qual nos permitirá estudar as propriedades eletrofisiológicas do soma e dos dendritos das células do NTS que enviam projeções para o RVLM, complexo Botzinger e PVN, além de proporcionar resultados precisos sobre a interação ATP e glutamato nas células que podem estar envolvidas nas vias simpatoexcitatória e respiratória do quimiorreflexo. No Sub-Projeto IV faremos estudos eletrofisiológicos para caracterizar possíveis alterações nas propriedades eletrofisiológicas e na neurotransmissão dos neurônios respiratórios (complexo Botzinger) ou pré-motores simpáticos (RVLM) de ratos jovens submetidos a HCI.Em 3 sub-projetos faremos uso da preparação coração tronco cerebral isolados, a qual permite o registro simultâneo da atividade dos nervos: frênico, simpático torácico, vago e motor abdominal. Com essa abordagem experimental realizaremos uma série de estudos sobre a neurotransmissão em diferentes núcleos bulbares e pontinos envolvidos na geração das respostas ventilatórias e simpato-excitatória do quimiorreflexo em ratos normais ou submetidos a hipóxia crônica intermitente. No Sub-Projeto V avaliaremos possíveis alterações na neurotransmissão glutamatérgica, purinérgica e serotoninérgica no NTS de ratos submetidos a HCI. Nesse Sub-Projeto daremos ênfase ao estudo do acoplamento das atividades simpática e respiratória em ratos submetidos a HCI. No Sub-Projeto VI o foco será a caracterização dos neurotransmissores e neuromoduladores, bem como a identificação das diferentes sub-regiões do NTS de ratos jovens normais, envolvidos no processamento do componente ventilatório do quimiorreflexo tanto em ratos normais quanto em ratos submetidos a HCI. No Sub-projeto VII estudaremos a integração da resposta simpática.