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

• Processo: 13/17251-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - 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 Hipóxia Tronco cerebral
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade simpática | Expiração forçada | Gerador do Padrão Respiratório | Hipóxia crônica | Tronco Cerebral | Fisiologia Respiratória

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

(19)

(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)

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. (09/54888-7, 13/17251-6, 14/06976-2)

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. (14/01159-6, 13/17251-6, 15/23467-7)

BITTENCOURT-SILVA, PALOMA G.; MENEZES, MIGUEL FURTADO; MENDONCA-JUNIOR, BOLIVAL A.; KARLEN-AMARANTE, MARLUSA; ZOCCAL, DANIEL B.. Postnatal intermittent hypoxia enhances phrenic and reduces vagal upper airway motor activities in rats by epigenetic mechanisms. Experimental Physiology, v. 105, n. 1, p. 148-159, JAN 2020. (13/06077-5, 13/17251-6)

MELO, MARIANA ROSSO; VOGER, JOSHUA J.; CONNELLY, ANGELA A.; BASSI, JASPREET K.; COLOMBARI, EDUARDO; ALLEN, ANDREW M.. Chemogenetic inhibition of Phox2-expressing neurons in the commissural NTS decreases blood pressure in anesthetized spontaneously hypertensive rats. Neuroscience Letters, v. 787, p. 6-pg., 2022-07-30. (15/23467-7, 16/02091-1, 14/01159-6, 13/17251-6)

MENDONCA-JUNIOR, BOLIVAL A.; FERNANDES, V, MARCOS; ZOCCAL, DANIEL B.. Acute intermittent hypoxia evokes ventilatory long-term facilitation and active expiration in unanesthetized rats. Respiratory Physiology & Neurobiology, v. 294, DEC 2021. (13/17251-6, 18/21000-2)

FURUYA, WERNER I.; BASSI, MIRIAN; MENANI, JOSE V.; COLOMBARI, EDUARDO; ZOCCAL, DANIEL B.; COLOMBARI, DEBORA S. A.. Modulation of hypercapnic respiratory response by cholinergic transmission in the commissural nucleus of the solitary tract. PFLUGERS ARCHIV-EUROPEAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY, v. 472, n. 1, DEC 2019. (13/22526-4, 13/17251-6)

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. (13/17251-6, 13/13118-0, 13/14850-6)

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. (11/50770-1, 13/17251-6, 15/23467-7)

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. (14/22406-1, 13/17251-6, 15/23376-1, 16/23281-3, 09/54888-7, 16/22069-0)

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, p. 12-pg., 2017-01-01. (13/17251-6)

KARLEN-AMARANTE, MARLUSA; ISABELA, I. P.; KATAYAMA, PEDRO L.; COLOMBARI, EDUARDO; BITTENCOURT-SILVA, PALOMA G.; MENEZES, MIGUEL F.; ZOCCAL, D. B.. Sympathetic dysregulation induced by postnatal intermittent hypoxia. Sleep, v. N/A, p. 13-pg., 2023-03-02. (13/17251-6, 20/05045-6, 19/11196-0)

JENKIN, SARAH E. M.; MILSOM, WILLIAM K.; ZOCCAL, DANIEL B.. Inhibitory control of active expiration by the Kolliker-Fuse in rats. FASEB JOURNAL, v. 30, p. 1-pg., 2016-04-01. (13/17251-6)

LEMES, EDUARDO; ZOCCAL, DANIEL. Active expiration and sympathetic excitation during hypercapnia require glutamatergic neurotransmission in the retrotrapezoid nucleus. FASEB JOURNAL, v. 30, p. 1-pg., 2016-04-01. (13/17251-6)

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. (13/17251-6)

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. (13/17251-6)

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. (13/06077-5, 13/17251-6)

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. (09/54888-7, 13/17251-6, 14/06976-2)

LEIRAO, ISABELA P.; COLOMBARI, DEBORA S. A.; DA SILVA, GLAUBER S. F.; ZOCCAL, DANIEL B.. Lesion of Serotonergic Afferents to the Retrotrapezoid Nucleus Impairs the Tachypneic Response to Hypercapnia in Unanesthetized Animals. Neuroscience, v. 452, p. 63-77, JAN 1 2021. (18/21000-2, 13/17251-6, 18/04439-0)

KARLEN-AMARANTE, MARLUSA; ZOCCAL, DANIEL B.; MENANI, JOSE V.; COLOMBARI, EDUARDO; COLOMBARI, DEBORA S. A.. OFFSPRING OF OBESE DAMS PRESENT CHANGES IN RESPIRATORY AND SYMPATHETIC ACTIVITIES. FASEB JOURNAL, v. 32, n. 1, p. 2-pg., 2018-04-01. (13/17251-6, 16/23513-1)