Purpose: To establish a tool, termed as antimuscarinic activity (AMA), to predict the incidence of antimuscarinic adverse events (AMAEs).Methods: A literature review, focused on drugs having off-target interaction with muscarinic receptors, was performed. Prototypical drugs olanzapine, diphenhydramine, paroxetine were selected for the analysis. Scopolamine and darifenacin were included as positive and negative controls, respectively. Physiochemical properties, pharmacokinetic data, and clinical incidence of AMAEs for the selected drugs were collected from reported literature. Extrapolation of literature data was carried-out to obtain exposure data. To determine the drugs muscarinic affinity (Ki values), experiments were performed using 3H-QNB and membrane suspensions of M1, M2, and M3. Cmax, values were combined with Ki values to generate the relevant AMA. Validation of the AMA biomarker was carried-out against the reported AMAEs incidence. Results: With the exclusion of scopolamine and olanzapine for CNS and peripheral AMAEs, respectively, AMA ranking was related to the drugs AMAEs.

Objetivo. Verificar se as características espectrais dos eletrogramas atriais (EgA) em ritmo sinusal (RS) se correlacionam com a presença de gânglios parassimpáticos cardíacos. Materiais e Resultados. Treze pacientes encaminhados para submeter-se a ablação de fibrilação atrial (FA) foram incluídos de forma prospectiva. Previamente ao início da ablação, realizou-se o registro de EgA em RS em uma série de regiões anatômicas pré-determinadas, seguindo-se uma ordem sequencial. Em seguida, aplicou-se estímulos elétricos de alta frequência (20 Hz de frequência, amplitude de 100 V e duração de pulso de 4 ms), nos mesmos locais. Uma resposta vagal evocada foi definida como um súbito aumento no intervalo RR ou a indução de bloqueio na condução átrio-ventricular imediatamente após a aplicação do estímulo de alta-frequência (EAF). Procedeu-se à análise espectral dos sinais atriais em RS registrados, com amostragem de 1000 Hz, janela Hanning. No total, 1488 EgA oriundos de 186 locais anatômicos foram registrados, sendo 129 de regiões com resposta vagal negativa e 57 correspondentes a regiões de resposta vagal positiva. A duração do eletrograma e o número de deflecções foram similares nos pontos com resposta vagal positiva e negativa. A densidade de potência espectral em locais de resposta vagal positiva, no entanto, foi menor entre 26 e 83 Hz, e maior entre 107 e 200 Hz, comparados com os locais de resposta negativa. A área sobre a curva entre 120 e 170 Hz normalizada para a área total do espectro foi testada como um novo parâmetro diagnóstico. A análise de curva ROC demonstrou que o valor area 120-170 / area total > 0,14 foi capaz de identificar locais de inervação vagal com sensibilidade de 70,9% e especificidade de 72,1%. Conclusão. A análise espectral de sinais atriais durante RS é um método factível e simples de mapear os locais de inervação parassimpática cardíaca, sem a necessidade de qualquer tipo de estimulação / Objective. To verify whether spectral components of atrial electrograms (AE) during sinus rhythm (SR) correlate with cardiac ganglionated plexus (GP) sites. Methods and Results. Thirteen patients undergoing atrial fibrillation (AF) ablation were prospectively enrolled. Prior to radio frequency application, endocardial AE were recorded with a sequential point-by-point approach. Electrical stimuli were delivered at 20 Hz, amplitude 100 V, and pulse width of 4 msec. A vagal response was defined as a high-frequency stimulation (HFS) evoked AV block or a prolongation of RR interval. Spectral analysis was performed on single AE during SR, sampling rate of 1000 Hz, Hanning window. Overall, 1488 SR electrograms were analyzed from 186 different left atrium sites, 129 of them corresponding to negative vagal response sites and 57 to positive response sites. The electrogram duration and the number of deflections were similar in positive and negative response sites. Spectral power density of sites with vagal response was lower between 26 and 83 Hz and higher between 107 and 200 Hz compared with negative response sites. The area between 120 and 170 Hz normalized to the total spectrum area was tested as a diagnostic parameter. ROC curve analysis demonstrated that an area 120-170 / area total value > 0,14 identified vagal sites with 70,9% sensitivity and 72,1% specificity. Conclusions. Spectral analysis of AE during SR is feasible and simple method of mapping the cardiac autonomic nervous system (ANS), with no stimulation required

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camila.pdf: 1579699 bytes, checksum: 81aed6e2676f0085056d80a67c1ae83e (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / The growing number of overweight and obesity has led to an increase in the number of patients with insulin resistance and diabetes mellitus type 2. MSG obese rats were glucose intolerant, insulin resistant and theirs pancreatic islets secrete more insulin in response to glucose. Subdiafragmatic vagotomy changes the response of islets to glucose and improves glucose homeostasis, supporting the hypothesis that an unbalance of autonomic nervous system with increased parasympathetic nervous system (PNS) action but a decreased sympathetic nervous system function. Studies showed that the PNS is also involved in β-cell proliferation. Therefore, we investigated of PNS participation, using a subdiafragmatic vagal denervation, upon pancreatic β-cell function and mass regulation, and the body glucose control disruption in MSG-obese rats. For this, Male Wistar rats received during the first five days of life monosodium glutamate (MSG) or saline. Subdiaphragmatic vagotomy was performed at 30 days of life. At 90 days of age, we verified static insulin secretion, pancreas morphometric, ERK expression in islets, glucose homeostasis and lipidis. The MSG treatment caused obesity at 90 days of life. MSG rats presented lower body weight and nasoanal length, increased Lee index and fat depots, normoglycemia, hyperinsulinemia, dyslipidemia, glucose intolerance and insulin resistance when compared to CTL. Vagotomy performed at 30-days of age prevented obesity, fat deposition in the liver and ameliorated glucose tolerance and insulin sensitivity in adult MVAG rats in relation to MSG rats. Islets from MSG rats secreted more insulin at stimulatory glucose concentrations than CTL islets. Histological analysis showed that pancreatic islets from MSG rats were lower with a reduction in β-cell area without modification in α-cell content when compared with CTL. Also, MSG group presented an increased number of pancreatic islets per mm2, with higher number of islets, which may contributes to the higher islet and β-cell relative mass in the MSG pancreas. These effects were associated with enhanced proliferation in MSG group. The number of MVAG pancreatic islet were less than MSG. Vagotomoy performed at 30-days of age, reduced islet and β-cell area in the pancreas from 90-days old CVAG rats. Finally, the relative islet and β-cell mass in MVAG and CVAG rats was similar to CTL. Here we verified if ERK was involved in β-cell replication in MSG rats, but presented no alteration. We demonstrate for the first time that adult MSG rats showed enhanced pancreatic β-cell proliferation which contributes to the higher islet insulin secretion in response to glucose. The vagus nerve is the main factor involved in such a process, since vagotomy performed at 30 days of age prevented islet morphological alterations in adult MVAG rats. Possibly this increase PNS activity in MSG endocrine pancreas is responsible to hyperinsulinemia that enhanced fat storage, damaged glucose homeostasis and insulin action in MSG obesity. / O crescente número de pessoas com sobrepeso e obesidade tem levado ao aumento no número de pacientes com resistência à insulina (RI) e portadores do Diabetes mellitus tipo 2. Ratos obesos MSG são intolerantes à glicose (Gli), RI e suas ilhotas pancreáticas secretam mais insulina em resposta à concentrações de Gli. A vagotomia subdiafragamática altera a responsividade das ilhotas à Gli e melhora a homeostase glicêmica nestes animais, sugerindo um desbalanço do sistema nervoso autonômico, com aumento do tônus parassimpático e redução do simpático. Estudos demonstram que o sistema nervoso parassimpático (SNP) possui efeito na proliferação das células β-pancreáticas. Desta forma, investigamos a participação do SNP, através da vagotomia subdiafragmática, no metabolismo energético e na proliferação das ilhotas e de células β-pancreáticas de ratos obesos-MSG. Para isto, ratos Wistar machos receberem durante os cinco primeiros dias de vida glutamato monossódico (grupo MSG) ou salina (grupo CTL). A vagotomia subdiafragmática foi realizada aos 30 dias de vida formando os grupos MVAG e CVAG. Aos 90 dias, verificamos a secreção estática de insulina, homeostase glicêmica e lipídica, morfometria do pâncreas e conteúdo proteico da ERK nas ilhotas. Ratos MSG apresentaram redução do peso corporal e comprimento nasoanal, aumento do índice de Lee e acúmulo de gordura, normoglicêmia, hiperinsulinemia, dislipidemia, intolerância à Gli e RI comparados aos CTL. A vagotomia realizada aos 30 dias de vida preveniu obesidade, acúmulo de gordura no fígado e melhorou a tolerância à Gli e a sensibilidade à insulina em ratos MVAG adultos em relação aos ratos MSG. As ilhotas dos animais MSG secretaram mais insulina quando estimulada pela Gli, em relação aos animais CTL. As análises histológicas mostram que as ilhotas pancreáticas dos animais MSG são menores com redução da área das células β sem alteração nas células α em relação aos CTL. O grupo MSG apresenta um aumento do número das ilhotas por mm2, que pode estar contribuindo com o aumento da massa relativa das ilhotas e das células β. Esse efeito está associado ao aumento da proliferação no grupo MSG. O número de ilhotas foi menor nos MVAG em relação aos MSG. A vagotomia realizada aos 30 dias de vida reduziu a área das ilhotas e das células β aos 90 dias de vida nos animais CVAG. Finalmente, a massa relativa das ilhotas e da células β no MVAG e CVAG foram similares ao CTL. Verificamos se a ERK estava envolvida na proliferação das células β nos ratos MSG, porém não apresentaram alterações desta proteína. Pela primeira vez demonstramos que ratos MSG apresentam aumento da proliferação das células β que contribui com o aumento da secreção de insulina em resposta à Gli. O nervo vago é o principal fator envolvido neste processo, visto que a vagotomia realizada aos 30 dias de vida preveniu as alterações morfológicas das ilhotas nos ratos MVAG adultos.

Heart rate variability (HRV), a physiological marker of autonomic nervous system (ANS) engagement, has been associated with a wide variety of clinical and psychological processes. High frequency (HF) HRV power, specifically, has been linked with the parasympathetic nervous system (PNS) and self-regulation. The current inquiry used a random effects growth model to study the HF HRV response to an emotional task and to predict individual differences in HF HRV as a function of trait hostility, neuroticism, and emotion regulation strategies (e.g., positive reappraisal, positive refocusing). Results indicated that the task engaged both branches of the ANS. HF HRV was not related to either hostility or neuroticism. However, positive reappraisal was associated with both high baseline values of HF HRV (i.e., greater initial parasympathetic activation) and lower rates of reactivity (i.e., less parasympathetic withdrawal). Overall, these results add to the evidence that positive reappraisal is a powerful component of emotion regulation and may be an important intervention target.

Orientador: Carlos Marcelo Pastre / Banca: Luiz Carlos Marques Vanderlei / Banca: Moacir Fernandes de Godoy / Resumo: O sistema nervoso autônomo (SNA) desempenha um papel importante na regulação dos processos fisiológicos do organismo humano tanto em condições normais quanto patológicas. Dentre as técnicas utilizadas para sua avaliação, a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) tem emergido como uma medida simples e não-invasiva dos impulsos autonômicos, representando um dos mais promissores marcadores quantitativos do balanço autonômico. A VFC descreve as oscilações no intervalo entre batimentos cardíacos consecutivos (intervalos R-R), assim como oscilações entre frequências cardíacas instantâneas consecutivas. Trata-se de uma medida que pode ser utilizada para avaliar a modulação do SNA sob condições fisiológicas, tais como em situações de vigília e sono, diferentes posições do corpo, treinamento físico, e também em condições patológicas. Mudanças nos padrões da VFC fornecem um indicador sensível e antecipado de comprometimentos na saúde. Uma alta variabilidade na frequência cardíaca é sinal de boa adaptação, caracterizando um indivíduo saudável, com mecanismos autonômicos eficientes, enquanto que, baixa variabilidade é frequentemente um indicador de adaptação anormal e insuficiente do SNA, implicando a presença de mau funcionamento fisiológico no indivíduo. Diante da sua importância como um marcador que reflete a atividade do SNA sobre o nódulo sinusal e como uma ferramenta clínica para avaliar e identificar comprometimentos na saúde, este artigo revisa aspectos conceituais da VFC, dispositivos de mensuração, métodos de filtragem, índices utilizados para análise da VFC, limitações de utilização e aplicações clínicas da VFC. / Abstract: Autonomic nervous system (ANS) plays an important role in the regulation of the physiological processes of the human organism during normal and pathological conditions. Among the techniques used in its evaluation, the heart rate variability (HRV) has arising as a simple and non-invasive measure of the autonomic impulses, representing one of the most promising quantitative markers of the autonomic balance. The HRV describes the oscillations in the interval between consecutive heart beats (RR interval), as well as the oscillations between consecutive instantaneous heart rates. It is a measure that can be used to assess the ANS modulation under physiological conditions, such as wakefulness and sleep conditions, different body positions, physical training and also pathological conditions. Changes in the HRV patterns provide a sensible and advanced indicator of health involvements. Higher HRV is a signal of good adaptation and characterizes a health person with efficient autonomic mechanisms, while lower HRV is frequently an indicator of abnormal and insufficient adaptation of the autonomic nervous system, provoking poor patient's physiological function. Because of its importance as a marker that reflects the ANS activity on the sinus node and as a clinical instrument to assess and identify health involvements, this study reviews conceptual aspects of the HRV, measurement devices, filtering methods, indexes used in the HRV analyses, limitations in the use and clinical applications of the HRV. / Mestre

Objetivo. Verificar se as características espectrais dos eletrogramas atriais (EgA) em ritmo sinusal (RS) se correlacionam com a presença de gânglios parassimpáticos cardíacos. Materiais e Resultados. Treze pacientes encaminhados para submeter-se a ablação de fibrilação atrial (FA) foram incluídos de forma prospectiva. Previamente ao início da ablação, realizou-se o registro de EgA em RS em uma série de regiões anatômicas pré-determinadas, seguindo-se uma ordem sequencial. Em seguida, aplicou-se estímulos elétricos de alta frequência (20 Hz de frequência, amplitude de 100 V e duração de pulso de 4 ms), nos mesmos locais. Uma resposta vagal evocada foi definida como um súbito aumento no intervalo RR ou a indução de bloqueio na condução átrio-ventricular imediatamente após a aplicação do estímulo de alta-frequência (EAF). Procedeu-se à análise espectral dos sinais atriais em RS registrados, com amostragem de 1000 Hz, janela Hanning. No total, 1488 EgA oriundos de 186 locais anatômicos foram registrados, sendo 129 de regiões com resposta vagal negativa e 57 correspondentes a regiões de resposta vagal positiva. A duração do eletrograma e o número de deflecções foram similares nos pontos com resposta vagal positiva e negativa. A densidade de potência espectral em locais de resposta vagal positiva, no entanto, foi menor entre 26 e 83 Hz, e maior entre 107 e 200 Hz, comparados com os locais de resposta negativa. A área sobre a curva entre 120 e 170 Hz normalizada para a área total do espectro foi testada como um novo parâmetro diagnóstico. A análise de curva ROC demonstrou que o valor area 120-170 / area total > 0,14 foi capaz de identificar locais de inervação vagal com sensibilidade de 70,9% e especificidade de 72,1%. Conclusão. A análise espectral de sinais atriais durante RS é um método factível e simples de mapear os locais de inervação parassimpática cardíaca, sem a necessidade de qualquer tipo de estimulação / Objective. To verify whether spectral components of atrial electrograms (AE) during sinus rhythm (SR) correlate with cardiac ganglionated plexus (GP) sites. Methods and Results. Thirteen patients undergoing atrial fibrillation (AF) ablation were prospectively enrolled. Prior to radio frequency application, endocardial AE were recorded with a sequential point-by-point approach. Electrical stimuli were delivered at 20 Hz, amplitude 100 V, and pulse width of 4 msec. A vagal response was defined as a high-frequency stimulation (HFS) evoked AV block or a prolongation of RR interval. Spectral analysis was performed on single AE during SR, sampling rate of 1000 Hz, Hanning window. Overall, 1488 SR electrograms were analyzed from 186 different left atrium sites, 129 of them corresponding to negative vagal response sites and 57 to positive response sites. The electrogram duration and the number of deflections were similar in positive and negative response sites. Spectral power density of sites with vagal response was lower between 26 and 83 Hz and higher between 107 and 200 Hz compared with negative response sites. The area between 120 and 170 Hz normalized to the total spectrum area was tested as a diagnostic parameter. ROC curve analysis demonstrated that an area 120-170 / area total value > 0,14 identified vagal sites with 70,9% sensitivity and 72,1% specificity. Conclusions. Spectral analysis of AE during SR is feasible and simple method of mapping the cardiac autonomic nervous system (ANS), with no stimulation required

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-01T17:59:35Z No. of bitstreams: 1 tiagopecanhadeoliveira.pdf: 3493723 bytes, checksum: 21c1c1d4d09dfd5a36766f8c4d975aa6 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:05:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tiagopecanhadeoliveira.pdf: 3493723 bytes, checksum: 21c1c1d4d09dfd5a36766f8c4d975aa6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T16:05:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tiagopecanhadeoliveira.pdf: 3493723 bytes, checksum: 21c1c1d4d09dfd5a36766f8c4d975aa6 (MD5) Previous issue date: 2012-03-07 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O exercício físico promove uma série de alterações fisiológicas no organismo, provocando, reflexamente, retirada do tônus vagal e elevação da ativação simpática para o coração. Este conjunto de respostas está por trás da elevação da frequência cardíaca (FC) que ocorre em qualquer tipo de exercício físico. Logo após o término do exercício, a FC cai exponencialmente, e esta queda é mediada, predominantemente, pela reativação vagal. Na medida em que a recuperação prossegue, a queda da FC é gradual e sustentada. Nesta fase, além da reativação vagal, há também a retirada do tônus simpático. A investigação da magnitude da recuperação da frequência cardíaca pós-exercício, portanto, é uma forma de avaliar a integridade autonômica cardiovascular. Recentemente, estudos têm proposto métodos adequados para a avaliação da Variabilidade da Frequência Cardíaca (VFC) no período da recuperação pós-exercício. Esta ferramenta permite um entendimento complementar dos processos relacionados à recuperação autonômica cardíaca e, por conta disso, possui potencial relevância clínica. A presente dissertação centrou-se no estudo da recuperação autonômica cardíaca pósexercício. No primeiro estudo, propusemos um método de identificação do tempo necessário para a reativação vagal plena pós-exercício e verificamos a influência do nível de treinamento físico neste tempo. Participaram deste estudo 18 indivíduos jovens, divididos em um grupo de “baixo nível de treinamento físico” e outro de “alto nível de treinamento físico”. Foi observada reativação vagal plena mais rápida no segundo grupo. O segundo estudo propôs um novo método de identificação do tempo necessário para a reativação vagal plena; verificou a influência da intensidade do exercício físico neste tempo e; comparou os resultados obtidos por este novo método com os obtidos pelo método proposto no primeiro estudo. Participaram deste estudo 10 indivíduos jovens e sedentários. A reativação vagal plena foi mais lenta após o exercício intenso em comparação ao exercício moderado, independente do método utilizado. No entanto, houve diferença no tempo da reativação vagal plena entre os métodos utilizados e são necessários mais estudos para definir qual o melhor método. No terceiro estudo verificamos a influência da intensidade do exercício no comportamento de 24 horas da frequência cardíaca e da Variabilidade da Frequência Cardíaca Pós-Exercício. Dividimos as 24 horas pós-exercício em: período de laboratório, com duração de 1 hora e; período ambulatorial, com duração de 23 horas. Observamos maiores valores de FC e menores valores de VFC, durante a primeira hora da recuperação, após o exercício intenso, em comparação ao exercício moderado; e menores valores do índice HF, no período do sono, após o exercício intenso, em comparação ao exercício moderado e à linha de base. Conclui-se, após todos os trabalhos desta dissertação, que o nível de treinamento físico e a intensidade do exercício físico exercem influência sobre a recuperação autonômica cardíaca e que o método de identificação da reativação vagal plena parece ser adequado para avaliação do impacto do exercício sobre a modulação vagal cardíaca pós-exercício. A avaliação da VFC no período do sono também se mostrou interessante e deve ser melhor investigada para posterior aplicação prática. / The physical exercise promotes a series of physiologic changes in the human organism, causing, reflexly, vagal tone withdrawal and rising of the sympathetic activation to the heart. This set of responses is behind the heart rate (HR) rising, that occurs in any type of physical exercise. Immediately after the exercise end, the HR goes down exponentially, and this fall is mediated, predominantly, by the vagal reactivation. According as the recovery continues, the fall of the HR is gradual and sustained. At this phase, further the vagal reactivation, there is also the sympathetic tonus withdrawal. The investigation of the post-exercise recovery heart rate magnitude, so, is a way to assess the autonomic cardiovascular integrity. Recently, studies have proposed adequate methods to assess the Heart Rate Variability in the post-exercise recovery period. This appliance allows a complementary understanding of the cardiac autonomic recovery related procedures, and because of that, has potential clinical relevance. The present thesis focused on the study of the postexercise autonomic cardiac recovery. In the first study, we proposed a identification method of the time required to the post-exercise full vagal reactivation and it was verified the influence of the training level at this time. 18 young subjects participated in the study; they were divided into a group of “low training level” and other group of “high training level”, there was observed faster full vagal reactivation in the second group. In the second study, we proposed a new identification method of the time required to the post-exercise full vagal reactivation, the influence of the physical exercise at this time was verified and the results of the new method were compared to the ones of the first study method. 10 young and sedentary subjects participated in this study. The full vagal reactivation was slower after the intense exercise compared to the moderate exercise, independent of the method used. However, there was difference in the full vagal reactivation time between the methods used and more studies are necessary to define what is the best method. In the third study we verified the influence of the physical exercise intensity in the 24 hours heart rate and the post-exercise heart rate variability behavior. We divided the 24 hours into: lab period, with 1 hour of duration and; ambulatory period, with 23 hours of duration. We observed higher values of HR and lower values of HRV, during the recovery first hour, after intense exercise, compared to the moderate exercise; and lower HF-HRV values, at sleep period, after intense exercise, compared to the moderate exercise and baseline. In conclusion, the physical training level and the physical exercise intensity influence the cardiac autonomic recovery and the identification of full vagal reactivation method can be appropriate to assess the exercise impact on the postexercise cardiac vagal modulation. The assess of the HRV in the sleep period also seemed to be interesting and have to be better investigated to subsequent practical application.

Exaggerated cardiovascular reactivity and impaired recovery to psychological stress is independently related to cardiovascular disease (CVD), and may play a causal role in its development. I examined autonomic reactivity and recovery in 136 black, white, and Hispanic women who were predisposed to CVD, as indicated by a positive family history (FH+). Pre-ejection period (PEP; sympathetic) and respiratory sinus arrhythmia (RSA; parasympathetic) were measured during public speaking, mental arithmetic, and cold pressor tasks. Overall, FH+ participants exhibited greater RSA reactivity, while black participants exhibited impaired RSA recovery. These findings suggest that a hereditary predisposition for CVD is related to altered autonomic reactivity before any differences in resting levels are observed. Further, black participants did not exhibit a RSA rebound after the stress tasks, a key component in buffering the damaging effects of exaggerated sympathetic reactivity. These findings demonstrate the importance of examining parasympathetic activity in addition to sympathetic reactivity measures.

α2-Adrenergic receptor (AR) subtype mRNA (α2a, α2b, α2c) neuronal localization in human spinal cord has not been described. We therefore performed in situ hybridization to identify cell bodies at four levels of human spinal cord (cervical, thoracic, lumbar, sacral) containing α2AR subtype specific mRNA. α2AR mRNA is present in gray matter only (ventral > dorsal; sacral > cervical > thoracic = lumbar). In addition to α2AR mRNA in cell bodies in thoracic and lumbar intermediolateral (sympathetic) and sacral intermediate (parasympathetic) cell columns (lamina VII), all levels in dorsal horn laminae I, II, V, and ventral horn lamina IX, we demonstrate α2AR mRNA in dorsal horn laminae III and IV, and dorsal nucleus of Clarke, where α2ARs have not been described. Previously unreported heterogeneity in α2AR subtype distribution (α2a and α2bAR mRNA present, α2cAR mRNA virtually absent) is found at all sites of α2AR mRNA expression in human spinal cord, including locations known to mediate effects of α2AR agonist drugs on nociception, autonomic function and motor tone. Cervical spinal cord demonstrates a predominance of α2a mRNA signal, while thoracic, lumbar, and sacral spinal cord demonstrate an increasing predominance of α2bAR mRNA. If confirmed at a protein level, these findings have profound implications for therapeutic strategies in managing human pain.

Immunohistochemistry is used widely to identify cholinergic neurons, but this approach has some limitations. To address these problems, investigators developed transgenic mice that express enhanced green fluorescent protein (GFP) directed by the promoter for choline acetyltransferase (ChAT), the acetylcholine synthetic enzyme. Although, it was reported that these mice express GFP in all cholinergic neurons and non-neuronal cholinergic cells, we could not detect GFP in cardiac cholinergic nerves in preliminary experiments. Our goals for this study were to confirm our initial observation and perform a qualitative screen of other representative autonomic structures for the presences of GFP in cholinergic innervation of effector tissues. We evaluated GFP fluorescence of intact, unfixed tissues and the cellular localization of GFP and vesicular acetylcholine transporter (VAChT), a specific cholinergic marker, in tissue sections and intestinal whole mounts. Our experiments identified two major tissues where cholinergic neurons and/or nerve fibers lacked GFP: 1) most cholinergic neurons of the intrinsic cardiac ganglia and all cholinergic nerve fibers in the heart and 2) most cholinergic nerve fibers innervating airway smooth muscle. Most cholinergic neurons in airway ganglia stained for GFP. Cholinergic systems in the bladder and intestines were fully delineated by GFP staining. GFP labeling of input to ganglia with long preganglionic projections (vagal) was sparse or weak, while that to ganglia with short preganglionic projections (spinal) was strong. Total absence of GFP might be due to splicing out of the GFP gene. Lack of GFP in nerve projections from GFP-positive cell bodies might reflect a transport deficiency.