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Mecanismos neurais de geração do padrão respiratório e do acoplamento simpático-respiratório em condições de hipóxia

Processo: 13/17251-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de setembro de 2014 - 30 de abril de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
Pesquisador responsável:Daniel Breseghello Zoccal
Beneficiário:Daniel Breseghello Zoccal
Instituição-sede: Faculdade de Odontologia (FOAr). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):18/04439-0 - Avaliação funcional da interação entre os núcleos da rafe e o núcleo retrotrapezóide no padrão respiratório e nas respostas ventilatórias à hipercapnia em ratos, BP.MS
15/23568-8 - Controle inibitório do padrão de expiração ativa em ratos submetidos à hipóxia crônica, BP.MS
Assunto(s):Sinais e sintomas respiratórios  Sistema nervoso simpático  Fenômenos fisiológicos respiratórios  Anóxia  Tronco cerebral 

Resumo

Atividade respiratória de repouso é gerada a partir da atividade sincronizada de uma complexa rede neuronal respiratória localizada no tronco cerebral, na qual está inserido um oscilador respiratório primário essencial para a ritmicidade respiratória. Tal oscilador está localizado na coluna respiratória ventral e é constituído por neurônios inspiratórios com características de auto-despolarização. Entretanto, estudos recentes sugerem a existência de um segundo oscilador respiratório, o qual parece terum papel crítico na geração do padrão expiratório ativo, assim como visto em situações hipóxia e hipercapnia.Esse oscilador expiratório estaria localizado rostral a coluna respiratória ventral e ventral ao núcleo facial, em uma região denominada de grupo respiratório parafacial (pFRG). Além do seu importante papel na geração do padrão expiratório, os neurônios respiratórios do pFRG parecem também influenciar a geração da atividade simpática vascular, contribuindo para o aumento da excitação sobre os neurônios geradores da atividade simpática em situações de hipercapnia. Portanto, sugere-se que os neurônios respiratórios do pFRG contribuem de forma importante no controle acoplado das atividades respiratória e simpática, especialmente em condições de desafios metabólicos. Contudo, importantes aspectos do papel dos neurônios do pFRG ainda necessitam de verificação experimental: i) as características funcionais dos neurônios respiratórios do pFRG; ii) as condições sinápticas necessárias para a sua ativação (balanço excitação vs inibição); iii) de que forma os neurônios do pFRG interagem com outros neurônios respiratórios, de modo a gerar o padrão expiratório ativo; e iv) como os neurônios do pFRG modulam a atividade dos neurônios geradores da atividade simpática, contribuindo para o aumento da atividade simpática vascular. A verificação experimental de tais aspectos será importante para elucidar os mecanismos neurais de geração do padrão expiratório ativo e sua interação com o sistema nervoso simpático; assim como poderá também auxiliar na compreensão no desenvolvimento de adaptações cardiorrespiratórias induzidas pela exposição à hipóxia crônica - condição comumente observada em situações fisiopatológicas. Portanto, por meio de técnicas eletrofisiológicas (registros de nervos e atividade neuronal); técnicas de imuno-histoquímica; e utilizando o modelo experimental de ratos expostos à hipóxia crônica (10% O2, por 24 h); no presente projeto propomos verificar, de forma inédita, os mecanismos neurais responsáveis pela geração do padrão expiratório ativo e pelo seu acoplamento com a atividade simpática, bem como a implicação desses mecanismos nas alterações simpáticas e respiratórias induzidas pela exposição à hipóxia crônica. (AU)

Publicações científicas (9)
(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)
MELO, MARIANA ROSSO; GASPARINI, SILVIA; SPERETTA, GUILHERME F.; SILVA, ELAINE FERNANDA; PEDRINO, GUSTAVO RODRIGUES; MENANI, V, JOSE; ZOCCAL, DANIEL B.; ALMEIDA COLOMBARI, DEBORA SIMOES; COLOMBARI, EDUARDO. Importance of the commissural nucleus of the solitary tract in renovascular hypertension. HYPERTENSION RESEARCH, v. 42, n. 5, p. 587-597, MAY 2019. Citações Web of Science: 1.
DA SILVA, ELAINE FERNANDA; BASSI, MIRIAN; MENANI, JOSE VANDERLEI; ALMEIDA COLOMBARI, DEBORA SIMOES; ZOCCAL, DANIEL BRESEGHELLO; PEDRINO, GUSTAVO RODRIGUES; COLOMBARI, EDUARDO. Carotid bodies contribute to sympathoexcitation induced by acute salt overload. Experimental Physiology, v. 104, n. 1, p. 15-27, JAN 2019. Citações Web of Science: 0.
SPERETTA, GUILHERME F.; LEMES, EDUARDO VIEIRA; VENDRAMINI, REGINA C.; MENANI, JOSE V.; ZOCCAL, DANIEL B.; COLOMBARI, EDUARDO; COLOMBARI, DEBORA S. A.; BASSI, MIRIAN. High-fat diet increases respiratory frequency and abdominal expiratory motor activity during hypercapnia. Respiratory Physiology & Neurobiology, v. 258, p. 32-39, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
ZOCCAL, DANIEL B.; SILVA, JOSIANE N.; BARNETT, WILLIAM H.; LEMES, EDUARDO V.; FALQUETTO, BARBARA; COLOMBARI, EDUARDO; MOLKOV, YAROSLAV I.; MOREIRA, THIAGO S.; TAKAKURA, ANA C. Interaction between the retrotrapezoid nucleus and the parafacial respiratory group to regulate active expiration and sympathetic activity in rats. AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LUNG CELLULAR AND MOLECULAR PHYSIOLOGY, v. 315, n. 5, p. L891-L909, NOV 2018. Citações Web of Science: 1.
TAXINI, CAMILA L.; MOREIRA, THIAGO S.; TAKAKURA, ANA C.; BICEGO, KENIA C.; GARGAGLIONI, LUCIANE H.; ZOCCAL, DANIEL B. ROLE OF A5 NORADRENERGIC NEURONS IN THE CHEMOREFLEX CONTROL OF RESPIRATORY AND SYMPATHETIC ACTIVITIES IN UNANESTHETIZED CONDITIONS. Neuroscience, v. 354, p. 146-157, JUN 23 2017. Citações Web of Science: 4.
JENKIN, SARAH E. M.; MILSOM, WILLIAM K.; ZOCCAL, DANIEL B. THE KOLLIKER-FUSE NUCLEUS ACTS AS A TIMEKEEPER FOR LATE-EXPIRATORY ABDOMINAL ACTIVITY. Neuroscience, v. 348, p. 63-72, APR 21 2017. Citações Web of Science: 6.
BARNETT, WILLIAM H.; ABDALA, ANA P.; PATON, JULIAN F. R.; RYBAK, ILYA A.; ZOCCAL, DANIEL B.; MOLKOV, YAROSLAV I. Chemoreception and neuroplasticity in respiratory circuits. Experimental Neurology, v. 287, n. 2, SI, p. 153-164, JAN 2017. Citações Web of Science: 19.
LEMES, EDUARDO V.; COLOMBARI, EDUARDO; ZOCCAL, DANIEL B. Generation of active expiration by serotoninergic mechanisms of the ventral medulla of rats. Journal of Applied Physiology, v. 121, n. 5, p. 1135-1144, NOV 1 2016. Citações Web of Science: 6.
LEMES, E. V.; AIKO, S.; ORBEM, C. B.; FORMENTIN, C.; BASSI, M.; COLOMBARI, E.; ZOCCAL, D. B. Long-term facilitation of expiratory and sympathetic activities following acute intermittent hypoxia in rats. ACTA PHYSIOLOGICA, v. 217, n. 3, p. 254-266, JUL 2016. Citações Web of Science: 9.

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