O ATP mediando a sinalização purinérgica no bulbo ventrolateral rostral contribui para o controle do quimiorreflexo central e periférico regulando a pressão arterial e a respiração, mediante o envolvimento dos neurônios do núcleo retrotrapezóide (RTN). No entanto, as potenciais contribuições da sinalização purinérgica, no RTN, na função cardiorrespiratória em animais não anestesiados ainda não foram testadas. Mostramos que a injeção de ATP no RTN promoveu aumento cardiorrespiratório por um mecanismo dependente de receptores P2. Mostramos também que o bloqueio de receptor P2 não específico (PPADS), mas não de receptores específicos P2Y (MRS2179), reduziu a resposta ventilatória à hipercapnia (7% CO2) e hipóxia (8 % O2) em ratos não anestesiados. Além disso, a adenosina (ADO) no RTN atenuou o aumento da ventilação induzido por hipercapnia in vivo e o disparo dos neurônios in vitro. Estes resultados demonstram que a sinalização mediada por ATP contribui para o controle respiratório do quimiorreflexo central e periférico em ratos acordados e uma vez que o ATP se metaboliza rapidamente em ADO, esta teria ação no balanço da resposta quimiorreceptora no RTN. / ATP-mediated purinergic signaling at the level of the rostral ventrolateral medulla (RVLM) contributes to both central and peripheral chemoreceptor control of breathing and blood pressure within the retrotrapezoid nucleus (RTN). However, potential contributions of purinergic signaling in the RTN to cardiorespiratory function in conscious animals has not been tested. We show that in the absence of functional C1 cells, ATP into the RTN increased cardiorespiratory output by a P2-recepor dependent mechanism. We also show that a non-specific P2 receptor blocker (PPADS) reduced the ventilatory response to hypercapnia (7% CO2) and hypoxia (8% O2) in unanesthetized awake rats. Conversely, a specific P2Y1-receptor blocker (MRS2179) into the RTN had no measurable effect on respiratory responses elicited by hypercapnia or hypoxia. Moreover, adenosine (ADO) into the RTN could attenuate the hypercapnia-induced increase in ventilation in vivo and firing rate in RTN neurons in vitro. These results demonstrate that ATP-mediated purinergic signaling contributes to central and peripheral chemoreflex control of breathing in awake rats and ADO could provide a balance between ATP stimulation and its inhibition in RTN during hipercapnia.

O ATP mediando a sinalização purinérgica no bulbo ventrolateral rostral contribui para o controle do quimiorreflexo central e periférico regulando a pressão arterial e a respiração, mediante o envolvimento dos neurônios do núcleo retrotrapezóide (RTN). No entanto, as potenciais contribuições da sinalização purinérgica, no RTN, na função cardiorrespiratória em animais não anestesiados ainda não foram testadas. Mostramos que a injeção de ATP no RTN promoveu aumento cardiorrespiratório por um mecanismo dependente de receptores P2. Mostramos também que o bloqueio de receptor P2 não específico (PPADS), mas não de receptores específicos P2Y (MRS2179), reduziu a resposta ventilatória à hipercapnia (7% CO2) e hipóxia (8 % O2) em ratos não anestesiados. Além disso, a adenosina (ADO) no RTN atenuou o aumento da ventilação induzido por hipercapnia in vivo e o disparo dos neurônios in vitro. Estes resultados demonstram que a sinalização mediada por ATP contribui para o controle respiratório do quimiorreflexo central e periférico em ratos acordados e uma vez que o ATP se metaboliza rapidamente em ADO, esta teria ação no balanço da resposta quimiorreceptora no RTN. / ATP-mediated purinergic signaling at the level of the rostral ventrolateral medulla (RVLM) contributes to both central and peripheral chemoreceptor control of breathing and blood pressure within the retrotrapezoid nucleus (RTN). However, potential contributions of purinergic signaling in the RTN to cardiorespiratory function in conscious animals has not been tested. We show that in the absence of functional C1 cells, ATP into the RTN increased cardiorespiratory output by a P2-recepor dependent mechanism. We also show that a non-specific P2 receptor blocker (PPADS) reduced the ventilatory response to hypercapnia (7% CO2) and hypoxia (8% O2) in unanesthetized awake rats. Conversely, a specific P2Y1-receptor blocker (MRS2179) into the RTN had no measurable effect on respiratory responses elicited by hypercapnia or hypoxia. Moreover, adenosine (ADO) into the RTN could attenuate the hypercapnia-induced increase in ventilation in vivo and firing rate in RTN neurons in vitro. These results demonstrate that ATP-mediated purinergic signaling contributes to central and peripheral chemoreflex control of breathing in awake rats and ADO could provide a balance between ATP stimulation and its inhibition in RTN during hipercapnia.

A redução na pressão parcial de O2 é detectada pelos quimiorreceptores periféricos que sinalizam ao sistema nervoso central para que haja uma correção na homeostasia. Estudos neuroanatômicos mostram que neurônios C1 enviam projeções para núcleo paraventricular do hipotálamo (PVH), mas, pouco descrevem a participação desta via em uma situação de hipóxia. Ademais, o envolvimento de mecanismos neuroimunes no controle neural cardiorrespiratório durante a hipóxia não está esclarecido. Neste estudo mostramos que neurônios catecolaminérgicos do BVLr/C1 ativados por hipóxia se projetam para o PVH, e que a integridade destes neurônios é essencial para que neurônios do PVH sejam ativados por hipóxia. Além disso, o tratamento com minociclina alterou a expressão de mediadores inflamatórios no BVLr e PVH, a expressão de Fos e as repostas respiratória e autônoma desencadeadas pela hipóxia. Estes resultados conferem uma importante caracterização sobre a distribuição dos neurônios catecolaminérgicos do BVLr/C1 que são ativados por hipóxia e se projetam para o PVH. Além de mostrar que a hipóxia pode desencadear mecanismos neuroimunes que possivelmente envolvem a participação da microglia e também recrutam a via neural C1- PVH. / The reduction in the O2 partial pressure is detected by the peripheral chemoreceptors that send information to central nervous system to correct the homeostasis. Neuroanatomical studies show that C1 neurons send projections to the paraventricular hypothalamic nucleus (PVH), but rather describe the involvement of this pathway in a hypoxic situation. Furthermore, the potential involvement of neuroimmune mechanisms in cardiorespiratory neural control during hypoxia is unclear. In this study we show that catecholaminergic neurons localized in rostral ventrolateral medulla (RVLM) / C1 cells activated by hypoxia send projections to the PVH, and the integrity of these neurons is essential for PVH neurons be activated by hypoxia. Moreover, treatment with Minocycline changed the expression of inflammatory mediators in RVLM and PVH, the expression of Fos in these nucleus, and respiratory and autonomic responses elicited by hypoxia. These findings provide an important characterization of the distribution of catecholaminergic RVLM / C1 neurons that are activated by hypoxia and project to the PVH. In addition to showing that hypoxia can trigger neuroimmune mechanisms that possibly involve the microglia activity and also recruit the C1/PVH neural pathway.

A redução na pressão parcial de O2 é detectada pelos quimiorreceptores periféricos que sinalizam ao sistema nervoso central para que haja uma correção na homeostasia. Estudos neuroanatômicos mostram que neurônios C1 enviam projeções para núcleo paraventricular do hipotálamo (PVH), mas, pouco descrevem a participação desta via em uma situação de hipóxia. Ademais, o envolvimento de mecanismos neuroimunes no controle neural cardiorrespiratório durante a hipóxia não está esclarecido. Neste estudo mostramos que neurônios catecolaminérgicos do BVLr/C1 ativados por hipóxia se projetam para o PVH, e que a integridade destes neurônios é essencial para que neurônios do PVH sejam ativados por hipóxia. Além disso, o tratamento com minociclina alterou a expressão de mediadores inflamatórios no BVLr e PVH, a expressão de Fos e as repostas respiratória e autônoma desencadeadas pela hipóxia. Estes resultados conferem uma importante caracterização sobre a distribuição dos neurônios catecolaminérgicos do BVLr/C1 que são ativados por hipóxia e se projetam para o PVH. Além de mostrar que a hipóxia pode desencadear mecanismos neuroimunes que possivelmente envolvem a participação da microglia e também recrutam a via neural C1- PVH. / The reduction in the O2 partial pressure is detected by the peripheral chemoreceptors that send information to central nervous system to correct the homeostasis. Neuroanatomical studies show that C1 neurons send projections to the paraventricular hypothalamic nucleus (PVH), but rather describe the involvement of this pathway in a hypoxic situation. Furthermore, the potential involvement of neuroimmune mechanisms in cardiorespiratory neural control during hypoxia is unclear. In this study we show that catecholaminergic neurons localized in rostral ventrolateral medulla (RVLM) / C1 cells activated by hypoxia send projections to the PVH, and the integrity of these neurons is essential for PVH neurons be activated by hypoxia. Moreover, treatment with Minocycline changed the expression of inflammatory mediators in RVLM and PVH, the expression of Fos in these nucleus, and respiratory and autonomic responses elicited by hypoxia. These findings provide an important characterization of the distribution of catecholaminergic RVLM / C1 neurons that are activated by hypoxia and project to the PVH. In addition to showing that hypoxia can trigger neuroimmune mechanisms that possibly involve the microglia activity and also recruit the C1/PVH neural pathway.