Serotonina e controle respiratório em vertebrados

• Processo: 14/12190-1
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Apoio a Jovens Pesquisadores
• Vigência (Início): 01 de junho de 2014
• Vigência (Término): 14 de dezembro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia Comparada
• Pesquisador responsável: Glauber dos Santos Ferreira da Silva
• Beneficiário: Glauber dos Santos Ferreira da Silva
• Instituição-sede: Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Jaboticabal. Jaboticabal , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/17606-9 - Serotonina e controle respiratório em vertebrados, AP.JP
• Assunto(s): Mamíferos Concentração de íons de hidrogênio Hipercapnia

Resumo

A ampla distribuição da serotonina (5-HT) em vários organismos indica que este sistema é filogeneticamente antigo. No sistema nervoso, a 5-HT está envolvida em diversas funções, incluindo ritmos circadianos, alimentação, estado emocional, controle do sono e controle respiratório. De interesse para o presente projeto é a participação da 5-HT no controle respiratório. Em mamíferos, a respiração é um processo rítmico, iniciado no sistema nervoso central (SNC). Em repouso, a expiração é um processo passivo, no entanto, mamíferos recrutam músculos expiratórios (como ex: abdominal) em condições de alta demanda respiratória, como durante condições de hipercapnia. O estudo da expiração ativa é fundamental, pois constitui um mecanismo importante de defesa, ativado em condições essenciais para gerar a expiração forçada. Além disso, pode estar envolvido em algumas condições patológicas. Estudos sugerem que a região do núcleo retrotrapezóide (RTN)/região parafacial (pFRG) é a geradora desta atividade. Apesar dos avanços, há poucos estudos sobre o controle motor e respiratório relacionado à atividade dos músculos abdominais (expiração), e nenhum descreve regiões encefálicas que possam modular essa atividade. Os neurônios serotoninérgicos da rafe bulbar podem estar envolvidos nesta modulação, uma vez que esse local é considerado um sítio quimiorreceptor central ao CO2/pH, e a hipercapnia é uma condição na qual a expiração ativa está presente. A hipótese é que a rafe bulbar (e neurônios 5-HT) é ativada durante a hipercapnia, e através de projeções excitatórias para o RTN, influencia e modula a expiração ativa. Este tipo de modulação serotoninérgica na expiração ativa durante hipercapnia nunca foi demonstrado, em especial em animais não anestesiados e durante sono e vigília. Além disso, o projeto abordará também um aspecto comparado da 5- HT e controle respiratório em vertebrados. Em mamíferos, a função e participação de neurônios 5-HT na quimiorrecepção central está bem descrita. Entretanto, poucos estudos têm sido realizados em outros grupos de vertebrados. Desta maneira, o presente projeto visa também estudar a participação de neurônios 5-HT na resposta ventilatória à hipercapnia, utilizando dois modelos animais: peixe pulmonado (Lepidosiren paradoxa, conhecido como pirambóia) e aves (frango, Gallus gallus). O estudo avaliando a participação do sistema 5-HT na quimiorrecepção central nestes dois grupos de animais será inédito na literatura. Todos os experimentos serão realizados em animais livres de anestesia, e utilizará agonista e antagonista de receptores 5-HT, bem como lesão química específica de neurônios 5-HT para testar a participação do sistema 5-HT nas variáveis respiratórias propostas para o estudo.

Publicações científicas

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(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)

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LEIRAO, ISABELA P.; SILVA, CARLOS A.; GARGAGLIONI, LUCIANE H.; DA SILVA, GLAUBER S. F. Hypercapnia-induced active expiration increases in sleep and enhances ventilation in unanaesthetized rats. JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, v. 596, n. 15, p. 3271-3283, AUG 1 2018. Citações Web of Science: 4.

ZENA, LUCAS A.; LEITE, CLEO A. C.; LONGHINI, LEONARDO S.; DIAS, DANIEL P. M.; DA SILVA, GLAUBER S. F.; HARTZLER, LYNN K.; GARGAGLIONI, LUCIANE H.; BICEGO, KENIA C. Analysis of the respiratory component of heart rate variability in the Cururu toad Rhinella schneideri. SCIENTIFIC REPORTS, v. 7, NOV 23 2017. Citações Web of Science: 3.

MARQUES, DANUZIA A.; DE CARVALHO, DEBORA; DA SILVA, GLAUBER S. F.; SZAWKA, RAPHAEL E.; ANSELMO-FRANCI, JANETE A.; BICEGO, KENIA C.; GARGAGLIONI, LUCIANE H. Influence of estrous cycle hormonal fluctuations and gonadal hormones on the ventilatory response to hypoxia in female rats. PFLUGERS ARCHIV-EUROPEAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY, v. 469, n. 10, p. 1277-1286, OCT 2017. Citações Web of Science: 5.

DA SILVA, GLAUBER S. F.; VENTURA, DANIELA A. D. N.; ZENA, LUCAS A.; GIUSTI, HUMBERTO; GLASS, MOGENS L.; KLEIN, WILFRIED. Effects of aerial hypoxia and temperature on pulmonary breathing pattern and gas exchange in the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa. COMPARATIVE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY A-MOLECULAR & INTEGRATIVE PHYSIOLOGY, v. 207, p. 107-115, MAY 2017. Citações Web of Science: 3.

ZENA, LUCAS A.; BICEGO, KENIA C.; DA SILVA, GLAUBER S. F.; GIUSTI, HUMBERTO; GLASS, MOGENS L.; SANCHEZ, ADRIANA P. Acute effects of temperature and hypercarbia on cutaneous and branchial gas exchange in the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa. Journal of Thermal Biology, v. 63, p. 112-118, JAN 2017. Citações Web of Science: 3.