Serotonina e controle respiratório em vertebrados

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.