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Mecanismos neurais da superfície ventral do bulbo envolvidos na quimiorrecepção

Processo: 13/10573-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de junho de 2014 - 31 de maio de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
Pesquisador responsável:Thiago dos Santos Moreira
Beneficiário:Thiago dos Santos Moreira
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Optogenética  Bulbo (sistema nervoso)  Células quimiorreceptoras  Neurônios  Hipercapnia 

Resumo

A respiração é essencial para a homeostasia do organismo, o qual promove a regulação dos níveis de O2 e CO2 no sangue e tecidos. É bem estabelecido que os quimiorreceptores centrais e periféricos detectam alterações nas concentrações dos gases sanguíneos arteriais e transmitam essas informações para centros cardiorrespiratórios que regulam a respiração e a atividade simpática eferente para gerar adequada relação ventilação perfusão aos tecidos. A deficiência na atividade quimiorreceptora está associada com inúmeros problemas cardiorrespiratórios incluindo a apneia obstrutiva do sono, a morte súbita do recém nascido, a síndrome da hipoventilação congênita central e hipertensão. Entretanto, o mecanismo celular e molecular da quimiorrecepção central ainda precisa ser elucidado, assim como a integração neural entre os reflexos central e periférico. Muitas são as regiões importantes na quimiorrecepção, incluindo o núcleo do trato solitário (NTS), os núcleos da rafe (Rafe Pálido - RPa) e o núcleo retrotrapezoide (RTN). No RTN, o mecanismo de quimiorrecepção central parece envolver a ativação de neurônios quimiossensíveis, os quais detectam alterações de CO2/pH, sendo possivelmente modulado pela sinalização purinérgica. No entanto, os mecanismos pelos quais estes neurônios detectam estas alterações não estão totalmente esclarecidos, e neste sentido, uma série de trabalhos tem atribuído parte da quimiossensibilidade, na região do RTN, às células da glia (astrócitos), que promoveriam a liberação de neurotransmissores, como por exemplo o ATP, levando a ativação de neurônios, e consequentemente, ao aumento da atividade respiratória. Desta maneira, o objetivo principal do presente projeto é procurar identificar a participação da sinalização purinérgica em regiões cruciais para o controle cardiorrespiratório (NTS, RPa e RTN) e o possível envolvimento na ativação do quimiorreflexo central. Adicionalmente iremos avaliar também a possível interação existente entre astrócitos e neurônios do NTS, RPa e RTN, bem como a ativação seletiva dos astrócitos utilizando da técnica da optogenética. Os experimentos elaborados neste projeto procuram testar essas hipóteses e serão realizados por meio de técnicas eletrofisiológicas e anatômicas. (AU)

Publicações científicas (10)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SILVA, TALITA M.; TAKAKURA, ANA C.; MOREIRA, THIAGO S. Acute hypoxia activates hypothalamic paraventricular nucleus-projecting catecholaminergic neurons in the C1 region. Experimental Neurology, v. 285, n. A, p. 1-11, NOV 2016. Citações Web of Science: 8.
OLIVEIRA, LUIZ M.; MOREIRA, THIAGO S.; KUO, FU-SHAN; MULKEY, DANIEL K.; TAKAKURA, ANA C. alpha(1)- and alpha(2)-adrenergic receptors in the retrotrapezoid nucleus differentially regulate breathing in anesthetized adult rats. Journal of Neurophysiology, v. 116, n. 3, p. 1036-1048, SEP 2016. Citações Web of Science: 11.
MOREIRA, THIAGO S.; TAKAKURA, ANA C.; CZEISLER, CATHERINE; OTERO, JOSE J. Respiratory and autonomic dysfunction in congenital central hypoventilation syndrome. Journal of Neurophysiology, v. 116, n. 2, p. 742-752, AUG 2016. Citações Web of Science: 9.
SILVA, JOSIANE N.; LUCENA, ELVIS V.; SILVA, TALITA M.; DAMASCENO, ROSELIA S.; TAKAKURA, ANA C.; MOREIRA, THIAGO S. INHIBITION OF THE PONTINE KOLLIKER-FUSE NUCLEUS REDUCES GENIOGLOSSAL ACTIVITY ELICITED BY STIMULATION OF THE RETROTRAPEZOID CHEMORECEPTOR NEURONS. Neuroscience, v. 328, p. 9-21, JUL 22 2016. Citações Web of Science: 8.
BARNA, B. F.; TAKAKURA, A. C.; MULKEY, D. K.; MOREIRA, T. S. Purinergic receptor blockade in the retrotrapezoid nucleus attenuates the respiratory chemoreflexes in awake rats. ACTA PHYSIOLOGICA, v. 217, n. 1, p. 80-93, MAY 2016. Citações Web of Science: 12.
SOBRINHO, CLEYTON R.; KUO, FU-SHAN; BARNA, BARBARA F.; MOREIRA, THIAGO S.; MULKEY, DANIEL K. Cholinergic control of ventral surface chemoreceptors involves Gq/inositol 1,4,5-trisphosphate-mediated inhibition of KCNQ channels. JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, v. 594, n. 2, p. 407-419, JAN 15 2016. Citações Web of Science: 7.
ALVES, THALES B.; TOTOLA, LEONARDO T.; TAKAKURA, ANA C.; COLOMBARI, EDUARDO; MOREIRA, THIAGO S. GABA mechanisms of the nucleus of the solitary tract regulates the cardiovascular and sympathetic effects of moxonidine. AUTONOMIC NEUROSCIENCE-BASIC & CLINICAL, v. 194, p. 1-7, JAN 2016. Citações Web of Science: 2.
MOREIRA, THIAGO S.; WENKER, IAN C.; SOBRINHO, CLEYTON R.; BARNA, BARBARA F.; TAKAKURA, ANA C.; MULKEY, DANIEL K. Independent purinergic mechanisms of central and peripheral chemoreception in the rostral ventrolateral medulla. JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, v. 593, n. 5, p. 1067-1074, MAR 1 2015. Citações Web of Science: 6.
MULKEY, DANIEL K.; HAWKINS, VIRGINIA E.; HAWRYLUK, JOANNA M.; TAKAKURA, ANA C.; MOREIRA, THIAGO S.; TZINGOUNIS, ANASTASIOS V. Molecular underpinnings of ventral surface chemoreceptor function: focus on KCNQ channels. JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, v. 593, n. 5, p. 1075-1081, MAR 1 2015. Citações Web of Science: 7.
HAWKINS, VIRGINIA E.; HAWRVLUK, JOANNA M.; TAKAKURA, ANA C.; TZINGOUNIS, ANASTASIOS V.; MOREIRA, THIAGO S.; MULKEY, DANIEL K. HCN channels contribute to serotonergic modulation of ventral surface chemosensitive neurons and respiratory activity. Journal of Neurophysiology, v. 113, n. 4, p. 1195-1205, FEB 15 2015. Citações Web of Science: 21.

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