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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Interaction between the retrotrapezoid nucleus and the parafacial respiratory group to regulate active expiration and sympathetic activity in rats

Texto completo
Autor(es):
Zoccal, Daniel B. [1] ; Silva, Josiane N. [2] ; Barnett, William H. [3] ; Lemes, Eduardo V. [1] ; Falquetto, Barbara [2] ; Colombari, Eduardo [1] ; Molkov, Yaroslav I. [3, 4] ; Moreira, Thiago S. [5] ; Takakura, Ana C. [2]
Número total de Autores: 9
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Sao Paulo State Univ, Sch Dent, Dept Physiol & Pathol, Sao Paulo - Brazil
[2] Univ Sao Paulo, Inst Biomed Sci, Dept Pharmacol, Sao Paulo - Brazil
[3] Georgia State Univ, Dept Math & Stat, Atlanta, GA - USA
[4] Georgia State Univ, Neurol Inst, Atlanta, GA - USA
[5] Univ Sao Paulo, Inst Biomed Sci, Dept Physiol & Biophys, Sao Paulo - Brazil
Número total de Afiliações: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LUNG CELLULAR AND MOLECULAR PHYSIOLOGY; v. 315, n. 5, p. L891-L909, NOV 2018.
Citações Web of Science: 3
Resumo

The retrotrapezoid nucleus (RTN) contains chemosensitive cells that distribute CO2-dependent excitatory drive to the respiratory network. This drive facilitates the function of the respiratory central pattern generator (rCPG) and increases sympathetic activity. It is also evidenced that during hypercapnia, the late-expiratory (late-E) oscillator in the parafacial respiratory group (pFRG) is activated and determines the emergence of active expiration. However, it remains unclear the microcircuitry responsible for the distribution of the excitatory signals to the pFRG and the rCPG in conditions of high CO2. Herein, we hypothesized that excitatory inputs from chemosensitive neurons in the RTN are necessary for the activation of late-E neurons in the pFRG. Using the decerebrated in situ rat preparation, we found that lesions of neurokinin-1 receptor-expressing neurons in the RTN region with substance P-saporin conjugate suppressed the late-E activity in abdominal nerves (AbNs) and sympathetic nerves (SNs) and attenuated the increase in phrenic nerve (PN) activity induced by hypercapnia. On the other hand, kynurenic acid (100 mM) injections in the pFRG eliminated the late-E activity in AbN and thoracic SN but did not modify PN response during hypercapnia. Iontophoretic injections of retrograde tracer into the pFRG of adult rats revealed labeled phox2b-expressing neurons within the RTN. Our findings are supported by mathematical modeling of chemosensitive and late-E populations within the RTN and pFRG regions as two separate but interacting populations in a way that the activation of the pFRG late-E neurons during hypercapnia require glutamatergic inputs from the RTN neurons that intrinsically detect changes in CO2/pH. (AU)

Processo FAPESP: 09/54888-7 - Mecanismos neurais envolvidos na quimiorrecepção
Beneficiário:Eduardo Colombari
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 15/23376-1 - Núcleo retrotrapezóide, quimiossensibilidade central e automaticidade respiratória
Beneficiário:Thiago dos Santos Moreira
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 16/22069-0 - Melhora nos mecanismos de regulação do fluxo sanguíneo encefálico em animais espontaneamente hipertensos: participação do exercício físico
Beneficiário:Thiago dos Santos Moreira
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 14/22406-1 - Alterações respiratórias anatomofuncionais observadas em um modelo experimental da Doença de Parkinson
Beneficiário:Ana Carolina Thomaz Takakura
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 13/17251-6 - Mecanismos neurais de geração do padrão respiratório e do acoplamento simpático-respiratório em condições de hipóxia
Beneficiário:Daniel Breseghello Zoccal
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 16/23281-3 - Regiões encefálicas responsáveis pela neuroplasticidade observada na resposta respiratória induzida por hipercapnia em modelo animal de doença de parkinson
Beneficiário:Ana Carolina Thomaz Takakura
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular