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

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)