Locus Coeruleus as a vigilance centre for active inspiration and expiration in rats

Autor(es)

Magalhaes, Karolyne S. ^[1] ; Spiller, Pedro F. ^[1] ; da Silva, Melina P. ^[1] ; Kuntze, Luciana B. ^[1] ; Paton, Julian F. R. ^{[2, 3]} ; Machado, Benedito H. ^[1] ; Moraes, Davi J. A. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Sch Med Ribeirao Preto, Dept Physiol, Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[2] Univ Bristol, Sch Physiol Pharmacol & Neurosci, Biomed Sci, Bristol, Avon - England

^[3] Univ Auckland, Fac Med & Hlth Sci, Dept Physiol, Cardiovasc Auton Res Cluster, Auckland - New Zealand

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 8, OCT 23 2018.
• Citações Web of Science: 6

Resumo

At rest, inspiration is an active process while expiration is passive. However, high chemical drive (hypercapnia or hypoxia) activates central and peripheral chemoreceptors triggering reflex increases in inspiration and active expiration. The Locus Coeruleus contains noradrenergic neurons (A6 neurons) that increase their firing frequency when exposed to hypercapnia and hypoxia. Using recently developed neuronal hyperpolarising technology in conscious rats, we tested the hypothesis that A6 neurons are a part of a vigilance centre for controlling breathing under high chemical drive and that this includes recruitment of active inspiration and expiration in readiness for flight or fight. Pharmacogenetic inhibition of A6 neurons was without effect on resting and on peripheral chemoreceptors-evoked inspiratory, expiratory and ventilatory responses. On the other hand, the number of sighs evoked by systemic hypoxia was reduced. In the absence of peripheral chemoreceptors, inhibition of A6 neurons during hypercapnia did not affect sighing, but reduced both the magnitude and incidence of active expiration, and the frequency and amplitude of inspiration. These changes reduced pulmonary ventilation. Our data indicated that A6 neurons exert a CO2-dependent modulation of expiratory drive. The data also demonstrate that A6 neurons contribute to the CO2-evoked increases in the inspiratory motor output and hypoxia-evoked sighing. (AU)

• Processo FAPESP: 13/10484-5 - Caracterização eletrofisiológica e molecular dos neurônios envolvidos na geração do ritmo e do padrão respiratório de ratos durante o desenvolvimento pós-natal
• Beneficiário: Davi José de Almeida Moraes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 15/01073-7 - Caracterização eletrofisiológica de motoneurônios expiratórios de ratos submetidos a hipóxia mantida
• Beneficiário: Melina Pires da Silva Moraes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/09071-9 - Participação dos neurônios noradrenérgicos do locus coeruleus na geração central das atividades inspiratória e expiratória em resposta à ativação dos quimiorreceptores centrais de ratos.
• Beneficiário: Karolyne Silva Magalhães
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 16/24869-4 - Participação do lactato e dos corpúsculos carotídeos nas alterações respiratórias de ratos submetidos ao exercício físico anaeróbico
• Beneficiário: Pedro Favoretto Spiller
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 13/06077-5 - Alterações nas redes neurais envolvidas na geração e controle das atividades simpática e respiratória em diferentes modelos experimentais de hipóxia
• Beneficiário: Benedito Honorio Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático