Participação dos neurônios e interneurônios glutamatérgicos da região parafacial lateral de camundongos no controle das atividades expiratória e inspiratória, e da ventilação pulmonar.

• Processo: 22/15704-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Davi José de Almeida Moraes
• Beneficiário: Juliana Reis Souza
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Camundongos Eletrofisiologia Ventilação pulmonar Fenômenos fisiológicos respiratórios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Camundongos | Eletrofisiologia | Expiração ativa | Neurônios e interneurônios glutamatérgicos | Região Parafacial Lateral | Ventilação pulmonar | Fisiologia respiratória

Resumo

Sob condições de repouso, e do ponto de vista de atividade motora no tórax e abdômen, a expiração é um processo passivo, que se torna ativa em situações de alta demanda ventilatória, como na hipercapnia/acidose. Nestas situações é observada atividade motora fásica de músculos da região abdominal, promovendo aumento do volume corrente e da ventilação pulmonar, favorecendo a saída de ar dos pulmões. Estudos mostraram que a região parafacial lateral (pFL) é determinante para gerar a atividade motora expiratória induzida pela hipercapnia/acidose. A região pFL contém populações heterogêneas de neurônios e interneurônios (com projeções locais) glutamatérgicos, GABAérgicos e glicinérgicos. Há evidências da presença de uma subpopulação de neurônios glutamatérgicos que são silentes em condições de repouso devido a inibição pós-sináptica. No entanto, estes neurônios se tornam ativos no final da expiração, simultaneamente com a expiração ativa, em resposta a hipercapnia/acidose. Estas evidências indicam a presença de uma rede local complexa, a qual está envolvida na geração e modulação da expiração ativa pela região pFL. No entanto, a contribuição funcional para a geração da expiração ativa, bem como as características eletrofisiológicas e a conectividade dos neurônios e interneurônios glutamatérgicos da região pFL ainda não foram devidamente esclarecidas. Neste contexto, as hipóteses do presente projeto são as seguintes: i) a ativação dos neurônios glutamatérgicos da região pFL evoca a expiração ativa e aumenta a ventilação pulmonar em condições de repouso, e; ii) a inibição dos neurônios glutamatérgicos da região pFL elimina a expiração ativa e reduz a ventilação pulmonar em condições de hipercapnia/acidose. Portanto, avaliaremos a contribuição dos neurônios e interneurônios glutamatérgicos da região pFL para a geração das atividades motoras inspiratória e expiratória e controle da ventilação pulmonar tanto em condições de repouso como durante a hipercapnia/acidose. Também avaliaremos as suas projeções, características eletrofisiológicas e sensibilidade ao CO2/H+. Para que estes estudos sejam realizados, utilizaremos a tecnologia de camundongos geneticamente modificados de forma sítio-específica, os quais expressam a enzima cre-recombinase em neurônios glutamatérgicos, associada às microinjeções de vírus adenoassociado para expressão dos Design Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs, os quais permitirão a ativação ou inibição dos neurônios e interneurônios glutamatérgicos da região pFL. As atividades motoras inspiratória e expiratória e a ventilação pulmonar serão avaliadas em camundongos não-anestesiados, e as características elétricas dos interneurônios glutamatérgicos da região pFL serão avaliadas por meio da técnica de whole cell patch clamp. O conjunto dos resultados a serem obtidos serão determinantes para o melhor entendimento dos mecanismos celulares por meio dos quais os neurônios glutamatérgicos da região pFL contribuem para a geração da expiração ativa e consequentemente para o seu impacto na ventilação pulmonar.