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Avaliação funcional da interação entre os núcleos da rafe e o núcleo retrotrapezóide nas respostas ventilatórias à hipercapnia em ratos

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Main Author: Leirão, Isabela de Paula
Publication Date: 2020
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFSCAR
Download full: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12657
Summary: During hypercapnia, chemosensory cells located in the brainstem are stimulated and send excitatory inputs to the respiratory network to promote an increase pulmonary ventilation. Among the candidates responsible for central chemoreception are the raphe serotonergic neurons, which widely send projections to distinct respiratory compartments. In spite of the anatomical evidence, there are few functional studies demonstrating how the raphe serotonergic neurons interact with the respiratory network, specially other chemosensitive sites. Herein, we explored the hypothesis that the ventilatory response to hypercapnia depends, at least in part, on the stimulation of the raphe serotonergic neurons that send projections to the retrotrapezoid nucleus (RTN) - an important respiratory region of the ventromedullary surface that contains CO2/pH sensitive cells. To reach this goal, the pulmonary ventilation was evaluated under baseline conditions and during the exposure to hypercapnia in unanesthetized juvenile Holtzman rats (60 - 90 g) that received bilateral microinjections of the toxin anti-SERT-SAP (0.1 mM) in the RTN to selectively lesion serotonergic neurons that send projections to this region. Fifteen days after microinjections of anti-SERT-SAP in the RTN (n = 8), baseline respiratory frequency (f) and tidal volume (VT) were not different from control animals that received vehicle microinjections (n = 9). On the other hand, the specific ablation of RTN-projecting serotonergic neurons markedly attenuated the response of increase in the f, but not in the VT, observed during the exposure to 7% CO2. The impaired tachypneic response to hypercapnia induced by anti-SERT-SAP microinjections in the RTN was associated with reduced number of serotonergic neurons in the raphe obscurus and magnus, but not in the raphe pallidus. Our data support the idea that, in the absence of anesthesia, the activation of part of medullary raphe serotonergic neurons that send projection to the RTN are necessary for the processing of ventilatory reflex responses during the exposure to high CO2.
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Among the candidates responsible for central chemoreception are the raphe serotonergic neurons, which widely send projections to distinct respiratory compartments. In spite of the anatomical evidence, there are few functional studies demonstrating how the raphe serotonergic neurons interact with the respiratory network, specially other chemosensitive sites. Herein, we explored the hypothesis that the ventilatory response to hypercapnia depends, at least in part, on the stimulation of the raphe serotonergic neurons that send projections to the retrotrapezoid nucleus (RTN) - an important respiratory region of the ventromedullary surface that contains CO2/pH sensitive cells. To reach this goal, the pulmonary ventilation was evaluated under baseline conditions and during the exposure to hypercapnia in unanesthetized juvenile Holtzman rats (60 - 90 g) that received bilateral microinjections of the toxin anti-SERT-SAP (0.1 mM) in the RTN to selectively lesion serotonergic neurons that send projections to this region. Fifteen days after microinjections of anti-SERT-SAP in the RTN (n = 8), baseline respiratory frequency (f) and tidal volume (VT) were not different from control animals that received vehicle microinjections (n = 9). On the other hand, the specific ablation of RTN-projecting serotonergic neurons markedly attenuated the response of increase in the f, but not in the VT, observed during the exposure to 7% CO2. The impaired tachypneic response to hypercapnia induced by anti-SERT-SAP microinjections in the RTN was associated with reduced number of serotonergic neurons in the raphe obscurus and magnus, but not in the raphe pallidus. Our data support the idea that, in the absence of anesthesia, the activation of part of medullary raphe serotonergic neurons that send projection to the RTN are necessary for the processing of ventilatory reflex responses during the exposure to high CO2.Durante condições de hipercapnia, células quimiossensíveis localizadas no tronco cerebral são estimuladas e enviam estímulos excitatórios à rede respiratória para promover um aumento da ventilação pulmonar. Entre os candidatos responsáveis pela quimiorrecepção central estão os neurônios serotoninérgicos da rafe bulbar, que enviam projeções para vários grupamentos respiratórios distintos. Apesar das evidências anatômicas, poucos são os estudos que demonstram, funcionalmente, como os neurônios serotoninérgicos da rafe interagem com a rede respiratória, especialmente com outras regiões quimiossensíveis. Aqui, exploramos a hipótese de que a resposta ventilatória à hipercapnia depende, pelo menos em parte, da estimulação dos neurônios serotoninérgicos da rafe que enviam projeções para o núcleo retrotrapezóide (RTN) - região localizada na superfície ventral do bulbo que contém células sensíveis ao CO2/pH. Para atingir esse objetivo, a ventilação pulmonar foi avaliada sob condições basais e durante exposição à hipercapnia em ratos Holtzman jovens não anestesiados (60-90 g) que receberam microinjeções bilaterais da toxina anti-SERT-SAP (0,1 mM) no RTN, a fim de causar lesão seletiva de neurônios serotoninérgicos que enviam projeções para essa região. Quinze dias após as microinjeções de anti-SERT-SAP no RTN (n = 8), a frequência respiratória basal (f) e o volume corrente (VT) não foram diferentes dos animais controle que receberam microinjeções de veículo (n = 9). Por outro lado, a lesão específica de neurônios serotoninérgicos que se projetam para o RTN atenuou significativamente a resposta de aumento da f, mas não do VT, observada durante toda exposição a 7% de CO2. A resposta de taquipnéia prejudicada durante hipercapnia induzida por microinjeções de anti-SERT-SAP no RTN foi associada à redução no número de neurônios serotoninérgicos na região da rafe obscurus e rafe magnus, mas não na rafe pallidus. Nossos dados indicam que, em condições não anestesiadas, a ativação de parte dos neurônios serotoninérgicos da rafe bulbar que enviam projeções para o RTN é necessária para o processamento de respostas reflexas ventilatórias durante a exposição à níveis elevados de CO2.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP: 2018/04439-0porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma Interinstitucional de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - PIPGCFUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessVentilaçãoHipercapniaControle respiratórioAtividade expiratóriaNeurônios serotoninérgicosVentilationHypercapniaRespiratory controlExpiratory activitySerotonergic neuronsCIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIAAvaliação funcional da interação entre os núcleos da rafe e o núcleo retrotrapezóide nas respostas ventilatórias à hipercapnia em ratosFunctional evaluation of the interaction between raphe nuclei and the retrotrapezoid nucleus in the ventilatory responses to hypercapnia in ratsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006006d9b23ff-f0ff-4d58-aca1-8c3a886cda54reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação mestrado - Isabela Leirão VERSÃO FINAL att.pdfDissertação mestrado - Isabela Leirão VERSÃO FINAL att.pdfDissertação mestradoapplication/pdf2507786https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3e818596-f1e2-407b-a514-46022d6321f8/download03e32833bace1e34956a78f50f869bb6MD51trueAnonymousREADCarta comprovante deposito dissertação - Isabela.pdfCarta comprovante deposito dissertação - Isabela.pdfCarta comprovante da versão finalapplication/pdf302400https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3a24f196-3869-4108-9ddf-026cdeb1876f/download01373d57bf8b7840110f84c8fad98ac5MD52falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/95415ee6-fdcf-4721-a560-598e34a67104/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREADTEXTDissertação mestrado - Isabela Leirão VERSÃO FINAL att.pdf.txtDissertação mestrado - Isabela Leirão VERSÃO FINAL att.pdf.txtExtracted texttext/plain120107https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5d9e8654-2ec1-4b13-a838-a1ef70015b95/download734024185956f4c62e2ae4c58ba08909MD58falseAnonymousREADCarta comprovante deposito dissertação - Isabela.pdf.txtCarta comprovante deposito dissertação - Isabela.pdf.txtExtracted texttext/plain1259https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0f6b8ffe-c6c7-4de4-a561-8f7f5aa51bc0/download80ef8493c86b0a01c80ebbfae0e44a32MD510falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertação mestrado - Isabela Leirão VERSÃO FINAL att.pdf.jpgDissertação mestrado - Isabela Leirão VERSÃO FINAL att.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6708https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d261d62c-7bd5-43fe-ad7a-9aaee9b0a8e8/download6c77811e6c0e64acf8834455cf81ce1eMD59falseAnonymousREADCarta comprovante deposito dissertação - Isabela.pdf.jpgCarta comprovante deposito dissertação - Isabela.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10539https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/b2750b05-3add-4f75-b48f-451d227477f7/downloadad054fb48faadefc0c9a1a073724f756MD511falseAnonymousREAD20.500.14289/126572025-02-05 18:26:27.005http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12657https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T21:26:27Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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