O organismo está sujeito a diversos estímulos estressantes que afetam processos fisiológicos. Embora as alterações de pressão arterial e frequência cardíaca sejam comuns frente à exposição ao estresse, elas podem variar de acordo com os diferentes estressores, tipo de estresse, duração, frequência e intensidade do estímulo aversivo utilizado. O estresse é capaz de alterar em animais a regulação autonômica e reflexos respiratórios, como a atividade do barorreflexo, quimiorreflexo e variabilidade da frequência cardíaca. Além disso, o estresse também é capaz de alterar o comportamento, que são melhorados com o uso de antidepressivos, como a fluoxetina. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo avaliar se o mesmo tipo de estressor (homotípico) ou diferentes estressores (heterotípico) modulam as respostas cardiovasculares e respiratórias ativadas pelo barorreflexo e quimiorreflexo, respectivamente, além da variabilidade da frequência cardíaca. Além disso, verificar se o tratamento com crônico ou agudo com fluoxetina é capaz de prevenir as alterações ocasionas pelo estresse crônico. Para isto, foram utilizados ratos Wistar, pesando entre 350 a 500g que foram submetidos ao estresse crônico repetido (ECR, homotípico) ou estresse crônico variado (ECV, heterotípico) durante 14 dias consecutivos. Sete dias antes do início dos protocolos de estresse crônico foi iniciado o tratamento com fluoxetina agudo, onde os animais só receberam fluoxetina no dia do experimento ou crônico, em que os animais receberam fluoxetina todos os dias até o dia do experimento, completando 21 dias de tratamento. Os animais ECR e ECV apresentaram uma menor preferência por sacarose, demonstrando comportamento de anedonia, que foi prevenida com o tratamento crônico com fluoxetina. Adicionalmente, ambos os protocolos de estresse demonstraram uma tendência ao aumento nos níveis de corticosterona basais, no entanto os resultados não foram significativos. Ambos os grupos de estresse crônico também apresentaram uma diminuição no peso corporal, entretanto os animais do grupo controle e ECR tratados cronicamente com fluoxetina apresentaram uma diminuição pronunciada do peso corporal quando comparados com seus controles. O ECR aumentou os componentes taquicárdico e bradicárdico do barorreflexo, adicionalmente, o tratamento crônico com fluoxetina preveniu o aumento dos componentes simpático e parassimpático do barorreflexo, porém induziu a redução desses componentes no grupo controle. O tratamento agudo com fluoxetina diminuiu apenas o componente bradicárdico de todos os grupos estressados e controle. Ambos os protocolos de estresse crônico promoveram uma diminuição na modulação simpato-vagal e no ganho do barorreflexo espontâneo, indicando uma hiperatividade simpática, que foi reduzida pelo tratamento crônico e agudo com fluoxetina. Entretanto o tratamento agudo aumentou o número de sequências barorreflexas do tipo UP (aumentos sucessivos de pressão arterial). O ECR e ECV também atenuaram a magnitude da resposta pressora frente à ativação do quimiorreflexo, que foi prevenida com ambos os tratamentos com fluoxetina. Os protocolos de estresse diminuíram os parâmetros basais de ventilação minuto (VE), volume corrente (VT) e aumentou a frequência respiratória (fR), além de aumentar a magnitude da frequência respiratória frente (?fR) a ativação do quimiorreflexo. No mesmo sentido, os tratamentos com fluoxetina aumentaram a magnitude da ?fR, porém apenas o tratamento crônico com fluoxetina preveniu as alterações no parâmetros basais respiratórios de VT e fR. Os achados do presente estudo demonstram que o estresse crônico provoca comportamento do tipo depressivo, além de alterar as respostas autonômicas de barorreflexo e quimiorreflexo e variabilidade cardiocirculatória (PAS e IP), o que pode desencadear patologias no sistema cardiovascular e respiratório. Adicionalmente, nosso trabalho é um dos primeiros a demonstrar que o tratamento crônico com fluoxetina previne a maioria das alterações ocasionadas pelo estresse crônico frente a essas alterações autonômicas / The body is submitted to various stressful stimuli that may affect many physiological processes. Although blood pressure and heart rate oscilations are common during exposure to stress, they can vary according to the different stressors type, duration, frequency and intensity of the aversive stimulus. Several studies suggest that stress can alter the autonomic regulation and respiratory reflexes, such as the baroreflex, chemoreflex activities and heart rate variability. In addition to cardiovascular disorders, chronic stress can also induce behavioral changes that are similar to depression in humans and are reversed by antidepressants, such as fluoxetine. In this way, the present study aimed to assess whether the same type of stressor (homotypic) or different stressors (heterotypic) are able to alter cardiovascular and respiratory responses activated by baroreflex and chemoreflex, respectively. We also aimed to verify the heart rate variability and if the chronic treatment with fluoxetine is able to prevent occasional alterations by chronic stress. For this purpose, male Wistar rats were used, weighing between 350 -500g. They underwent repeated chronic stress (RCS, homotypic) or unpredictable chronic stress (UCS, heterotypic) for 14 consecutive days. Seven days before starting the stress protocols was started the chronic or acute treatment with fluoxetine, until the day of the experiment, completing 21 days of treatment. The RCS and UCS animals have a lower preference for sucrose, demonstrating anhedonia behavior, which was prevented by chronic treatment with fluoxetine. Additionally, both stress protocols showed a tendency to increase basal levels of corticosterone, but the results were not significant. Our results showed that both stress groups have a decrease in body weight, however the control animals and RCS chronically treated with fluoxetine showed a marked decrease in body weight compared to their controls. The RCS increased tachycardia and bradycardia baroreflex components, however chronic treatment with fluoxetine prevented the increase of the sympathetic and parasympathetic components of the baroreflex, but induced a reduction of these components in the control group. Acute treatment with fluoxetine only decreased bradycardic component of all stressed and control groups. Both chronic stress protocols showed a decrease in sympathovagal modulation and spontaneous baroreflex gain, indicating a sympathetic hyperactivity that was decreased by chronic and acute treatment with fluoxetine. Acute fluoxetine treatment increased baroreflexs sequences up. The RCS and UCS also attenuated the magnitude of pressor response, which was prevented by both treatments with fluoxetine. Stress protocols decreased the baseline parameters of VE, VT and increased fR, and increase the magnitude of the respiratory frequency (?fR) by chemoreflex activation. Both treatment with fluoxetine further increased the magnitude of ?fR, but only chronic treatment with fluoxetine prevented the alterations in respiratory baseline parameters VT and fR. The findings of this study demonstrate that chronic stress causes the depressive-like behavior, and change the autonomic responses of baroreflex and chemoreflex and cardiocirculatory variability (PAS and IP), which can trigger diseases in the cardiovascular and respiratory system. In addition, our work is one of the first to show that chronic treatment with fluoxetine prevents most of the changes caused by chronic stress face these autonomic changes

O organismo está sujeito a diversos estímulos estressantes que afetam processos fisiológicos. Embora as alterações de pressão arterial e frequência cardíaca sejam comuns frente à exposição ao estresse, elas podem variar de acordo com os diferentes estressores, tipo de estresse, duração, frequência e intensidade do estímulo aversivo utilizado. O estresse é capaz de alterar em animais a regulação autonômica e reflexos respiratórios, como a atividade do barorreflexo, quimiorreflexo e variabilidade da frequência cardíaca. Além disso, o estresse também é capaz de alterar o comportamento, que são melhorados com o uso de antidepressivos, como a fluoxetina. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo avaliar se o mesmo tipo de estressor (homotípico) ou diferentes estressores (heterotípico) modulam as respostas cardiovasculares e respiratórias ativadas pelo barorreflexo e quimiorreflexo, respectivamente, além da variabilidade da frequência cardíaca. Além disso, verificar se o tratamento com crônico ou agudo com fluoxetina é capaz de prevenir as alterações ocasionas pelo estresse crônico. Para isto, foram utilizados ratos Wistar, pesando entre 350 a 500g que foram submetidos ao estresse crônico repetido (ECR, homotípico) ou estresse crônico variado (ECV, heterotípico) durante 14 dias consecutivos. Sete dias antes do início dos protocolos de estresse crônico foi iniciado o tratamento com fluoxetina agudo, onde os animais só receberam fluoxetina no dia do experimento ou crônico, em que os animais receberam fluoxetina todos os dias até o dia do experimento, completando 21 dias de tratamento. Os animais ECR e ECV apresentaram uma menor preferência por sacarose, demonstrando comportamento de anedonia, que foi prevenida com o tratamento crônico com fluoxetina. Adicionalmente, ambos os protocolos de estresse demonstraram uma tendência ao aumento nos níveis de corticosterona basais, no entanto os resultados não foram significativos. Ambos os grupos de estresse crônico também apresentaram uma diminuição no peso corporal, entretanto os animais do grupo controle e ECR tratados cronicamente com fluoxetina apresentaram uma diminuição pronunciada do peso corporal quando comparados com seus controles. O ECR aumentou os componentes taquicárdico e bradicárdico do barorreflexo, adicionalmente, o tratamento crônico com fluoxetina preveniu o aumento dos componentes simpático e parassimpático do barorreflexo, porém induziu a redução desses componentes no grupo controle. O tratamento agudo com fluoxetina diminuiu apenas o componente bradicárdico de todos os grupos estressados e controle. Ambos os protocolos de estresse crônico promoveram uma diminuição na modulação simpato-vagal e no ganho do barorreflexo espontâneo, indicando uma hiperatividade simpática, que foi reduzida pelo tratamento crônico e agudo com fluoxetina. Entretanto o tratamento agudo aumentou o número de sequências barorreflexas do tipo UP (aumentos sucessivos de pressão arterial). O ECR e ECV também atenuaram a magnitude da resposta pressora frente à ativação do quimiorreflexo, que foi prevenida com ambos os tratamentos com fluoxetina. Os protocolos de estresse diminuíram os parâmetros basais de ventilação minuto (VE), volume corrente (VT) e aumentou a frequência respiratória (fR), além de aumentar a magnitude da frequência respiratória frente (?fR) a ativação do quimiorreflexo. No mesmo sentido, os tratamentos com fluoxetina aumentaram a magnitude da ?fR, porém apenas o tratamento crônico com fluoxetina preveniu as alterações no parâmetros basais respiratórios de VT e fR. Os achados do presente estudo demonstram que o estresse crônico provoca comportamento do tipo depressivo, além de alterar as respostas autonômicas de barorreflexo e quimiorreflexo e variabilidade cardiocirculatória (PAS e IP), o que pode desencadear patologias no sistema cardiovascular e respiratório. Adicionalmente, nosso trabalho é um dos primeiros a demonstrar que o tratamento crônico com fluoxetina previne a maioria das alterações ocasionadas pelo estresse crônico frente a essas alterações autonômicas / The body is submitted to various stressful stimuli that may affect many physiological processes. Although blood pressure and heart rate oscilations are common during exposure to stress, they can vary according to the different stressors type, duration, frequency and intensity of the aversive stimulus. Several studies suggest that stress can alter the autonomic regulation and respiratory reflexes, such as the baroreflex, chemoreflex activities and heart rate variability. In addition to cardiovascular disorders, chronic stress can also induce behavioral changes that are similar to depression in humans and are reversed by antidepressants, such as fluoxetine. In this way, the present study aimed to assess whether the same type of stressor (homotypic) or different stressors (heterotypic) are able to alter cardiovascular and respiratory responses activated by baroreflex and chemoreflex, respectively. We also aimed to verify the heart rate variability and if the chronic treatment with fluoxetine is able to prevent occasional alterations by chronic stress. For this purpose, male Wistar rats were used, weighing between 350 -500g. They underwent repeated chronic stress (RCS, homotypic) or unpredictable chronic stress (UCS, heterotypic) for 14 consecutive days. Seven days before starting the stress protocols was started the chronic or acute treatment with fluoxetine, until the day of the experiment, completing 21 days of treatment. The RCS and UCS animals have a lower preference for sucrose, demonstrating anhedonia behavior, which was prevented by chronic treatment with fluoxetine. Additionally, both stress protocols showed a tendency to increase basal levels of corticosterone, but the results were not significant. Our results showed that both stress groups have a decrease in body weight, however the control animals and RCS chronically treated with fluoxetine showed a marked decrease in body weight compared to their controls. The RCS increased tachycardia and bradycardia baroreflex components, however chronic treatment with fluoxetine prevented the increase of the sympathetic and parasympathetic components of the baroreflex, but induced a reduction of these components in the control group. Acute treatment with fluoxetine only decreased bradycardic component of all stressed and control groups. Both chronic stress protocols showed a decrease in sympathovagal modulation and spontaneous baroreflex gain, indicating a sympathetic hyperactivity that was decreased by chronic and acute treatment with fluoxetine. Acute fluoxetine treatment increased baroreflexs sequences up. The RCS and UCS also attenuated the magnitude of pressor response, which was prevented by both treatments with fluoxetine. Stress protocols decreased the baseline parameters of VE, VT and increased fR, and increase the magnitude of the respiratory frequency (?fR) by chemoreflex activation. Both treatment with fluoxetine further increased the magnitude of ?fR, but only chronic treatment with fluoxetine prevented the alterations in respiratory baseline parameters VT and fR. The findings of this study demonstrate that chronic stress causes the depressive-like behavior, and change the autonomic responses of baroreflex and chemoreflex and cardiocirculatory variability (PAS and IP), which can trigger diseases in the cardiovascular and respiratory system. In addition, our work is one of the first to show that chronic treatment with fluoxetine prevents most of the changes caused by chronic stress face these autonomic changes

Acid-base regulation, as reflected by hydrogen ion concentration ([H+]), and the chemoreflex control of breathing were examined in healthy pre- (PRE; n=20) and postmenopausal (POST; n=15) women of a comparable age (45 ± 2.7 vs. 52 ± 1.8 years). [H+] behaviour was examined in both groups at rest and during exercise above the ventilatory threshold using Stewart’s physicochemical approach to acid-base analysis. Ventilatory chemoreflex characteristics were assessed using Duffin’s modified rebreathing protocol that includes 5 min of prior hyperventilation and maintenance of either hyperoxic (150 mmHg) or hypoxic (50 mmHg) iso-oxia. As expected, the ovarian hormones progesterone ([P4]) and estrogen ([E2]) were significantly lower in the POST group. [H+] was unaffected by menopausal status at rest or during exercise. At rest the POST group exhibited significantly higher PaCO2 and [SID] values relative to the PRE group. In general, the acidifying effects of increased PaCO2 were offset by the alkalizing effect of increases in [SID] (or vice versa) in the POST group such that [H+] did not differ between PRE and POST groups. The central ventilatory chemoreflex also differed between groups with the POST group exhibiting a significantly higher threshold and a lower sensitivity in the response to CO2 relative to the PRE group. [P4] was found to partially account for the significant group differences in acid-base and central ventilatory chemoreflex control characteristics supporting the role of [P4] as an important determinant of acid-base status and the chemical control of ventilation in healthy women. Findings of the current study may have potential relevance in understanding the increased occurrence of various health conditions such as osteoporosis and sleep disordered breathing in females following the onset of menopause. / Thesis (Master, Kinesiology & Health Studies) -- Queen's University, 2007-09-21 08:53:00.841

INTRODUÇÃO: A hipertensão arterial tem sido associada à hipersensibilidade quimiorreflexa arterial. A consequência dessa disfunção autonômica nessa população é a ativação simpática e vasoconstrição. De fato, a atividade nervosa simpática está aumentada e o fluxo sanguíneo muscular diminuído, em repouso e durante manobras fisiológicas como o exercício, em pacientes hipertensos. Contudo, o papel dos quimiorreceptores periféricos na resposta neurovascular durante o exercício não tem sido investigado nesses pacientes. OBJETIVO: Avaliar a influência dos quimiorreceptores periféricos no controle neurovascular da atividade nervosa simpática muscular (ANSM), condutância vascular no antebraço e pressão arterial em repouso, durante o exercício e a oclusão circulatória em pacientes com hipertensão arterial. MÉTODOS: Vinte e cinco sujeitos, na faixa etária entre 25 e 60 anos, sedentários, com índice de massa corporal menor que 30kg/m2 e não engajados em tratamento farmacológico participaram do estudo. Os participantes foram divididos em dois grupos, de acordo com o nível de pressão arterial clínica e classificados como hipertensos ou normotensos. Foram avaliados a ANSM (microneurografia), o fluxo sanguíneo muscular (pletismografia de oclusão venosa), a pressão arterial (oscilométrica), a frequência cardíaca (eletrocardiograma) e respiratória (cinta piezoelétrica) e a saturação de pulso de oxigênio (oxímetro). Todas as avaliações foram realizadas em repouso, durante o exercício de preensão de mão (30% da contração voluntária máxima) e durante a oclusão circulatória pós-exercício, em condições de normóxia (inalação de níveis ambientes com 21% de oxigênio) e hiperóxia (manobra que desativa os quimiorreceptores arteriais através da inalação da concentração de 100% de oxigênio). Em repouso, também foram avaliadas a variabilidade da frequência cardíaca e da pressão arterial e o ganho do controle barorreflexo da frequência cardíaca. Foi considerada diferença significativa quando P<0,05. RESULTADOS: No repouso, a desativação dos quimiorreceptores periféricos diminuiu a ANSM (38±3 vs. 34±3 disparos/minuto, P=0,02), aumentou o fluxo sanguíneo muscular (2,2±0,3 vs. 2,4±0,3 ml/min/100ml, P=0,02) e tendeu a aumentar a condutância vascular do antebraço (P=0,06) nos pacientes hipertensos. Além disso, a desativação dos quimiorreceptores periféricos aumentou o ganho do controle barorreflexo da frequência cardíaca (8±2 vs. 10±2 ms/mmHg, P=0,03) nesses pacientes tornando-os semelhantes ao grupo normotenso, quando comparados em condição de hiperóxia. Durante o exercício físico, a desativação dos quimiorreceptores periféricos diminuiu a resposta da ANSM nos pacientes hipertensos (A.S.C.= 131±8 vs. 116±9 disparos, P=0,005). No entanto, nenhuma modificação significativa foi observada na condutância vascular do antebraço e na pressão arterial. Interessantemente, durante a oclusão circulatória, manobra que isola os metaborreceptores musculares, a desativação dos quimiorreceptores periféricos aumentou a ANSM no primeiro e segundo minuto de oclusão (?= -2±2 vs. 3±1 disparos/min; ?= -4±2 vs. 3±1 disparos/min, P(grupo)= 0,02). CONCLUSÃO: Em pacientes hipertensos, a desativação dos quimiorreceptores periféricos: 1- Diminui a ANSM e aumenta o fluxo sanguíneo muscular e o ganho do controle barorreflexo da frequência cardíaca em repouso; 2-Diminui a resposta da ANSM durante o exercício e; 3- Normaliza o controle metaborreflexo da ANSM. Analisados em conjunto, esses resultados demonstram a participação do mecanismo quimiorreflexo periférico no controle neurovascular não só em repouso, mas também, durante a manobra fisiológica de exercício nos pacientes hipertensos / INTRODUCTION: Hypertension has been associated with augmented arterial chemoreflex sensitivity. The consequence of this autonomic dysfunction is an increased sympathetic outflow and vasoconstriction. Indeed, sympathetic nerve activity is increased and forearm blood flow is decreased at rest and during physiological maneuvers such as exercise, in hypertensive patients. However, the role of peripheral chemoreceptors in neurovascular response during exercise has not been investigated in these patients. OBJECTIVES: To evaluate the influence of peripheral chemoreceptors on neurovascular control of muscle sympathetic nerve activity (MSNA), forearm vascular conductance and blood pressure at rest, during exercise and postexercise circulatory arrest in patients with hypertension. METHODS: Twenty-five subjects, age between 25 and 60 years old, sedentary, with body mass index less than 30 kg/m2 and not engaged in pharmacological treatment participated in the study. The participants were divided into two groups according to their clinical blood pressure levels and were classified as hypertensive or normotensive. Were evaluated MSNA (microneurography), forearm blood flow (venous occlusion plethysmography), blood pressure (oscillometric), heart rate (electrocardiogram), respiratory rate (piezoelastic strap) and oxygen saturation (oxymeter). The evaluations were performed at rest, during a handgrip exercise (30% of the maximal voluntary contraction) and during postexercise circulatory arrest, in normóxia (breathing ambient air, containing 21% of oxygen) and hyperoxia (breathing air containing 100% oxygen, maneuver that deactivates the peripheral chemoreceptors). At rest, the variability of heart rate and blood pressure and the baroreflex control of heart rate were also evaluated. Significant differences were assumed to be when P<0.05. RESULTS: At rest, the deactivation of the peripheral chemoreceptors decreased the MSNA (38±3 vs. 34±3 bursts/min, P=0.02), increased forearm blood flow (2.2±0.3 vs. 2.4±0.3 ml/min/100ml, P=0.02) and tended to increase forearm vascular conductance (P=0.06) in hypertensive patients. Besides, the deactivation of the peripheral chemoreceptors increased the baroreflex control of heart rate (8±2 vs. 10±2 ms/mmHg, P=0.03) in these patients, toward to the normotensive group levels, when compared during hyperoxia condition. During exercise, the deactivation of peripheral chemoreceptors decreased the MSNA response in hypertensive patients (A.U.C.= 131±8 vs. 116±9 bursts, P=0.005). However, no significant changes were observed in forearm vascular conductance and blood pressure responses. Interestingly, during postexercise circulatory arrest, when the metaboreflex control is isolated, the deactivation of peripheral chemoreceptors increased the MSNA during the first and second minute of circulatory arrest (?= -2±2 vs. 3±1 bursts/min; ?= -4±2 vs. 3±1 bursts/min, P(group)=0.02). CONCLUSION: In hypertensive patients, the deactivation of the peripheral chemoreceptors: 1- Decreases the MSNA and increases the forearm blood flow and baroreflex control of heart rate at rest; 2- Decreases the MSNA response during exercise; 3- Normalizes the metaboreflex control of MSNA. Taken together, these results demonstrate the participation of the peripheral chemorreflex mechanism in the neurovascular control not only at rest, but also during the physiological maneuver of exercise in hypertensive patients

O núcleo do trato solitário é uma área integrativa do sistema nervoso central (CNS) envolvida no controle autonômico e respiratório. Estudos da literatura sugerem que o óxido nítrico (NO) exerce um importante papel na modulação dos reflexos cardiovasculares e ventilatórios no NTS. Além disso, evidências da literatura indicam uma possível interação entre o NO e o ATP no SNC. Fundamentados nessas evidências, no presente estudo, avaliamos a possível participação do NO na modulação dos parâmetros cardiorespiratórios basais e no processamento das respostas cardiovasculares e respiratórias à ativação do quimiorreflexo no NTS caudal de ratos não-anestesiados. Além disso, o possível papel do NO produzido pela óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) nas respostas cardiovasculares e respiratórias à microinjeção unilateral de ATP no NTS caudal também foi avaliado. Para tanto, os animais foram submetidos ao implante de cânulas guia em direção ao NTS caudal e à canulação da artéria e veia femoral. Os parâmetros ventilatórios foram avaliados pelo método de pletismografia de corpo inteiro. A análise dos resultados monstrou que as microinjeções bilaterais do L-NAME, um inibidor nãoseletivo da NOS, no NTS caudal, promoveram um aumento significativo na pressão arterial basal dos animais, sugerindo um papel modulatório do NO sobre os neurônios envolvidos com as vias neurais do barorreflexo. No entanto, as microinjeções bilaterais do N-PLA, um inibidor seletivo da nNOS, no NTS caudal, não promoveram alterações significativas na pressão arterial basal, sugerindo que a produção do NO envolvido no controle autonômico basal no NTS caudal não é dependente da atividade da nNOS. Com relação às respostas do quimiorreflexo, as microinjeções bilaterais do L-NAME ou do N-PLA, no NTS caudal de ratos nãoanestesiados, promoveram um atenuação significativa no aumento da freqüência respiratória (fR) à ativação do quimiorreflexo, sugerindo a participação do NO Resumo xii produzido pela nNOS na modulação do componente respiratório do quimiorreflexo no NTS caudal. No entanto, as respostas pressora e bradicárdicas decorrentes da ativação do quimiorreflexo não foram alteradas pelas microinjeções bilaterais do LNAME ou N-PLA no NTS caudal, sugerindo que o NO não está envolvido na modulação das respostas cardiovasculares decorrentes da ativação deste reflexo. No que diz respeito às respostas decorrentes da microinjeção de ATP no NTS caudal, a análise dos resultados demonstrou que as respostas de aumento na pressão arterial, fR e ventilação minuto produzidas pela microinjeção unilateral de ATP no NTS caudal de ratos não-anestesiados foram significativamente atenuadas após a microinjeção do N-PLA no mesmo sítio, sugerindo a participação do NO produzido pela nNOS na modulação de tais respostas. Neste contexto, os achados do presente trabalho sugerem que no NTS caudal: 1) o NO, provavelmente produzido pela NOS endotelial, exerce um importante papel modulatório nas vias neurais do barorreflexo; 2) a neurotransmissão do aumento da fR decorrente da ativação do quimiorreflexo envolve a formação de NO produzido pela nNOS; 3) a neurotransmissão das respostas cardiovasculares decorrentes da ativação do quimiorreflexo não envolve a formação de NO; 4) a neurotransmissão das respostas cardiovascualres e respiratórias decorrentes da microinjeção unilateral de ATP envolve a formação de NO produzido pela nNOS. / The nucleus tractus solitarius (NTS) is an integrative area in the central nervous system (CNS) involved with the ventilatory and autonomic control. Several studies suggest that nitric oxide (NO) in the NTS plays an important role in the modulation of the cardiovascular and ventilatory reflexes. In addition, there is evidence indicating a possible interaction of NO and ATP in the CNS. Considering these findings, in the present study, we evaluated the possible role of NO on the modulation of the basal cardiorespiratory parameters as well as on the processing of the cardiovascular and ventilatory responses elicited by chemoreflex activation in the caudal NTS of awake rats. In addition, the possible role of NO produced by neuronal nitric oxide sintase (nNOS) on the cardiovascular and respiratory responses produced by unilateral microinjection of ATP into the caudal NTS was also evaluated. For this purpose, rats received bilateral guide cannulae in direction of the caudal NTS and femoral artery and vein were cannulated. The ventilatory measurements were obtained by whole-body pletismograph method. Our data showed that bilateral microinjections of L-NAME, a non-selective NOS inhibitor, into the caudal NTS, produced a significant increase in basaline mean arterial pressure, suggesting a modulatory role of NO in the neural pathways of the baroreflex. However, bilateral microinjections of N-PLA, a selective nNOS inhibitor, into the caudal NTS, produced no significant changes in the baseline mean arterial pressure, suggesting that NO produced by nNOS is not involved in the basal autonomic control in the caudal NTS. With respect to chemoreflex responses, bilateral microinjections of L-NAME or NPLA, into the caudal, produced a significant attenuation in the increase in respiratory frequency (fR) produced by chemoreflex activation, suggesting that NO produced by nNOS is involved in the modulation of the respiratory component of the chemoreflex. However, the pressor and bradicardic responses elicited by chemoreflex actiovation Abstract xv were not affected by microinjections of L-NAME or N-PLA, suggesting that NO is not involved in the modulation of the cardiovascular responses. With respect to ATP microinjection responses, the data showed that unilateral microinjection of ATP into the caudal NTS produced increase in arterial pressure, fR and minute ventilation, which were significantly attenuated by N-PLA, suggesting that NO produced by nNOS is involved in the modulation of the cardiovascular and ventilatory responses to ATP microinjection into the caudal NTS. In conclusion, the data of present study indicate that in the caudal NTS: 1) NO, produced probably by endothelial NOS, plays an important modulatory role on the neural pathways of the baroreflex; 2) the neurotransmission of the increase in respiratory frequency to chemoreflex activation involve NO production by nNOS. 3) NO is not involved in modulation of the autonomic components of chemoreflex; 4) the cardiovascular and ventillatory responses produced by ATP micronjection are, at least in part, mediated by NO produced by nNOS.

A hipertensão arterial (HA) é um dos fatores de risco mais importantes para a ocorrência de eventos cardíacos e cerebrovasculares, além de estar associada ao desenvolvimento de doenças renais e metabólicas. Recentemente, novas abordagens têm sido utilizadas no tratamento da HA, especialmente em pacientes hipertensos resistentes ao tratamento farmacológico. Dentre tais abordagens, destaca-se a terapia de ativação barorreflexa (TAB), a qual, por meio de um dispositivo eletrônico cirurgicamente implantável, estimulam-se os barroceptores carotídeos, causando inibição da atividade simpática e resultando em redução da pressão arterial (PA). Embora os resultados de estudos clínicos utilizando a TAB em pacientes hipertensos resistentes ao tratamento farmacológico sejam promissores, é necessário um melhor entendimento dos mecanismos envolvidos nesta abordagem. Pela proximidade anatômica dos barorreceptores e dos quimiorreceptores carotídeos, bem como de suas respectivas aferências, a TAB poderia estar ativando não somente o barorreflexo, mas, também o quimiorreflexo carotídeo. Nesse sentido, um dos objetivos do presente estudo foi o de avaliar o papel dos quimiorreceptores carotídeos nas respostas hemodinâmicas e respiratórias provocadas pela estimulação elétrica do seio carotídeo/nervo do seio carotídeo (ESC) em ratos acordados. Ratos Wistar adultos jovens foram divididos em 4 grupos experimentais: Controle (CONT); Ratos com inativação dos quimiorreceptores carotídeos (QUIMIO-X); Ratos com inativação dos barorreceptores carotídeos (BARO-X) e ratos com inativação simultânea de baro- e quimiorreceptores carotídeos (TOTAL-X). As inativações seletivas foram realizadas cirurgicamente. Os ratos pertencentes aos 4 grupos foram instrumentados com um eletrodo bipolar no seio carotídeo/nervo do seio carotídeo esquerdo, e cateteres na artéria e veia femorais para registro da PA e administração de drogas, respectivamente. Os animais foram submetidos à ESC (Intensidade: 5 V; Largura de pulso: 1 ms; Frequências: 15, 30, 60 e 90 Hz; Duração do estímulo: 20 s). Os resultados mostraram que a ESC causou significativa resposta hipotensora nos ratos do grupoCONT. O efeito hipotensor da ESC foi maior em animais do grupo QUIMIO-X, indicando que os quimiorreceptores carotídeos foram ativados no grupo CONT, atenuando a resposta hipotensora. O grupo BARO-X apresentou respostas hipertensoras, denotando ativação exclusiva dos quimiorreceptores carotídeos. Em relação às respostas da frequência cardíaca (FC) à ESC, o grupo CONT não apresentou alterações da mesma, enquanto que os grupos QUIMIO-X e BARO-X apresentaram significativa bradicardia. O grupo TOTAL-X não apresentou nenhuma alteração hemodinâmica (PA e FC) durante a ESC. Adicionalmente, as respostas respiratórias (frequência respiratória, fR; volume corrente, VT; e ventilação minuto, VE) à ESC (Intensidade: 3 V; Largura de pulso: 1 ms; Frequências: 15, 30, 60 e 90 Hz; Duração do estímulo: 20 s), foram avaliadas em animais dos grupos CONT e QUIMIO-X. A ESC causou aumento da ventilação no grupo CONT, evidenciado por aumentos significativos da fR, VT e VE. O aumento da ventilação observado durante a ESC foi substancialmente atenuado pela inativação dos quimiorreceptores carotídeos (QUIMIO-X). No sentido de se investigar formas para modulação da atividade dos quimiorreceptores carotídeos, no presente estudo foram avaliados, também, os efeitos do antagonismo de receptores P2X3 sobre a respiração, sensibilidade do quimiorreflexo periférico e ocorrência de apneias em ratos recémnascidos. Os resultados mostraram que o antagonismo agudo de receptores P2X3 não afetou a respiração basal, mas reduziu a sensibilidade do quimiorreflexo periférico e a ocorrência de apneia. Em conjunto, os resultados do presente estudo mostram que os quimiorreceptores carotídeos influenciam as respostas hemodinâmicas e respiratórias à ESC em ratos acordados. Adicionalmente, o antagonismo de receptores P2X3 pode modular a atividade dos quimiorreceptores carotídeos, reduzindo a sua sensibilidade sem afetar a respiração basal, além de reduzir a ocorrência de apneia em ratos recém-nascidos. / Hypertension is one of the main risk factors for heart and cerebrovascular diseases, and also, is related to renal and metabolic disorders. Recently, new approaches have been used to treat hypertension, especially in hypertensive patients resistant to pharmacological treatment. Among these approaches, the baroreflex activation therapy (BAT) can be highlighted. BAT consists in the electrical stimulation of the carotid baroreceptors, inhibiting the sympathetic activity and resulting in blood pressure reduction. Although results from clinical trials have been promising, studies of the mechanisms involved in BAT are still needed. Because of the anatomic proximity between carotid baroreceptors and chemoreceptors, BAT could activate not only the baroreflex but also the carotid chemoreflex. Thus, part of this study was designed to evaluate the role of carotid chemoreceptors in the hemodynamic and respiratory responses to electrical stimulation of the carotid sinus/carotid sinus nerve (ESC) in conscious rats. Male adult Wistar rats were divided into 4 experimental groups: Control (CONT), Rats with deactivation of carotid chemoreceptors (CHEMOX); Rats with removal of carotid baroreceptors (BARO-X); and Rats with simultaneous carotid baro- and chemoreceptors deactivation (TOTAL-X). Selective deactivations were surgically performed. In addition, all rats were instrumented with a bipolar electrode in the left carotid sinus/carotid sinus nerve and femoral artery and vein catheterization to blood pressure (BP) recordings and drug administration, respectively. Animals were subjected to ESC (Intensity: 5V; Pulse width: 1 ms; Frequencies: 15, 30, 60 e 90 Hz, stimulus duration: 20 s). Results showed that ESC caused significant hypotensive response in CONT. The hypotensive effect of ESC was greater in CHEMO-X group, indicating that carotid chemoreceptors were activated in CONT, attenuating the hypotensive response. BARO-X group presented hypertensive responses to ESC, indicating full activation of the carotid chemoreceptors. Regarding heart rate (HR), CONT showed no response, whereas CHEMO-X and BARO-X presented a marked bradycardia. TOTAL-X group did not showed any hemodynamic (BP and HR) response to ESC. Moreover, the respiratoryresponses (Respiratory rate, fR; tidal volume, VT; and minute ventilation VE) to ESC (Intensity: 3V; Pulse width: 1 ms; Frequencies: 15, 30, 60 e 90 Hz, stimulus duration: 20 s), were analysed in CONT and CHEMO-X animals. ESC significantly increased ventilation in CONT, increasing fR, VT e VE. These respiratory responses elicited by ESC were blunted by carotid chemoreceptors deactivation (CHEMO-X). In order to investigate methods for carotid chemoreceptors modulation, the present study also examined the P2X3 antagonism effects on the respiration, peripheral chemoreflex sensitivity and apnoea occurrence in newborn rats. The results showed that acute P2X3 antagonism did not affected basal respiration but reduced peripheral chemoreflex sensitivity and apnoea occurrence. Taken together, results from the present study show that the carotid chemoreceptors impact hemodynamic and respiratory responses to ESC in conscious rats. Moreover, P2X3 antagonism may be used to modulate carotid chemoreceptors activity, inhibiting its sensitivity without effects over baseline respiration, and also to reduce apnoea occurrence in newborn rats.

INTRODUÇÃO: A hipertensão arterial tem sido associada à hipersensibilidade quimiorreflexa arterial. A consequência dessa disfunção autonômica nessa população é a ativação simpática e vasoconstrição. De fato, a atividade nervosa simpática está aumentada e o fluxo sanguíneo muscular diminuído, em repouso e durante manobras fisiológicas como o exercício, em pacientes hipertensos. Contudo, o papel dos quimiorreceptores periféricos na resposta neurovascular durante o exercício não tem sido investigado nesses pacientes. OBJETIVO: Avaliar a influência dos quimiorreceptores periféricos no controle neurovascular da atividade nervosa simpática muscular (ANSM), condutância vascular no antebraço e pressão arterial em repouso, durante o exercício e a oclusão circulatória em pacientes com hipertensão arterial. MÉTODOS: Vinte e cinco sujeitos, na faixa etária entre 25 e 60 anos, sedentários, com índice de massa corporal menor que 30kg/m2 e não engajados em tratamento farmacológico participaram do estudo. Os participantes foram divididos em dois grupos, de acordo com o nível de pressão arterial clínica e classificados como hipertensos ou normotensos. Foram avaliados a ANSM (microneurografia), o fluxo sanguíneo muscular (pletismografia de oclusão venosa), a pressão arterial (oscilométrica), a frequência cardíaca (eletrocardiograma) e respiratória (cinta piezoelétrica) e a saturação de pulso de oxigênio (oxímetro). Todas as avaliações foram realizadas em repouso, durante o exercício de preensão de mão (30% da contração voluntária máxima) e durante a oclusão circulatória pós-exercício, em condições de normóxia (inalação de níveis ambientes com 21% de oxigênio) e hiperóxia (manobra que desativa os quimiorreceptores arteriais através da inalação da concentração de 100% de oxigênio). Em repouso, também foram avaliadas a variabilidade da frequência cardíaca e da pressão arterial e o ganho do controle barorreflexo da frequência cardíaca. Foi considerada diferença significativa quando P<0,05. RESULTADOS: No repouso, a desativação dos quimiorreceptores periféricos diminuiu a ANSM (38±3 vs. 34±3 disparos/minuto, P=0,02), aumentou o fluxo sanguíneo muscular (2,2±0,3 vs. 2,4±0,3 ml/min/100ml, P=0,02) e tendeu a aumentar a condutância vascular do antebraço (P=0,06) nos pacientes hipertensos. Além disso, a desativação dos quimiorreceptores periféricos aumentou o ganho do controle barorreflexo da frequência cardíaca (8±2 vs. 10±2 ms/mmHg, P=0,03) nesses pacientes tornando-os semelhantes ao grupo normotenso, quando comparados em condição de hiperóxia. Durante o exercício físico, a desativação dos quimiorreceptores periféricos diminuiu a resposta da ANSM nos pacientes hipertensos (A.S.C.= 131±8 vs. 116±9 disparos, P=0,005). No entanto, nenhuma modificação significativa foi observada na condutância vascular do antebraço e na pressão arterial. Interessantemente, durante a oclusão circulatória, manobra que isola os metaborreceptores musculares, a desativação dos quimiorreceptores periféricos aumentou a ANSM no primeiro e segundo minuto de oclusão (?= -2±2 vs. 3±1 disparos/min; ?= -4±2 vs. 3±1 disparos/min, P(grupo)= 0,02). CONCLUSÃO: Em pacientes hipertensos, a desativação dos quimiorreceptores periféricos: 1- Diminui a ANSM e aumenta o fluxo sanguíneo muscular e o ganho do controle barorreflexo da frequência cardíaca em repouso; 2-Diminui a resposta da ANSM durante o exercício e; 3- Normaliza o controle metaborreflexo da ANSM. Analisados em conjunto, esses resultados demonstram a participação do mecanismo quimiorreflexo periférico no controle neurovascular não só em repouso, mas também, durante a manobra fisiológica de exercício nos pacientes hipertensos / INTRODUCTION: Hypertension has been associated with augmented arterial chemoreflex sensitivity. The consequence of this autonomic dysfunction is an increased sympathetic outflow and vasoconstriction. Indeed, sympathetic nerve activity is increased and forearm blood flow is decreased at rest and during physiological maneuvers such as exercise, in hypertensive patients. However, the role of peripheral chemoreceptors in neurovascular response during exercise has not been investigated in these patients. OBJECTIVES: To evaluate the influence of peripheral chemoreceptors on neurovascular control of muscle sympathetic nerve activity (MSNA), forearm vascular conductance and blood pressure at rest, during exercise and postexercise circulatory arrest in patients with hypertension. METHODS: Twenty-five subjects, age between 25 and 60 years old, sedentary, with body mass index less than 30 kg/m2 and not engaged in pharmacological treatment participated in the study. The participants were divided into two groups according to their clinical blood pressure levels and were classified as hypertensive or normotensive. Were evaluated MSNA (microneurography), forearm blood flow (venous occlusion plethysmography), blood pressure (oscillometric), heart rate (electrocardiogram), respiratory rate (piezoelastic strap) and oxygen saturation (oxymeter). The evaluations were performed at rest, during a handgrip exercise (30% of the maximal voluntary contraction) and during postexercise circulatory arrest, in normóxia (breathing ambient air, containing 21% of oxygen) and hyperoxia (breathing air containing 100% oxygen, maneuver that deactivates the peripheral chemoreceptors). At rest, the variability of heart rate and blood pressure and the baroreflex control of heart rate were also evaluated. Significant differences were assumed to be when P<0.05. RESULTS: At rest, the deactivation of the peripheral chemoreceptors decreased the MSNA (38±3 vs. 34±3 bursts/min, P=0.02), increased forearm blood flow (2.2±0.3 vs. 2.4±0.3 ml/min/100ml, P=0.02) and tended to increase forearm vascular conductance (P=0.06) in hypertensive patients. Besides, the deactivation of the peripheral chemoreceptors increased the baroreflex control of heart rate (8±2 vs. 10±2 ms/mmHg, P=0.03) in these patients, toward to the normotensive group levels, when compared during hyperoxia condition. During exercise, the deactivation of peripheral chemoreceptors decreased the MSNA response in hypertensive patients (A.U.C.= 131±8 vs. 116±9 bursts, P=0.005). However, no significant changes were observed in forearm vascular conductance and blood pressure responses. Interestingly, during postexercise circulatory arrest, when the metaboreflex control is isolated, the deactivation of peripheral chemoreceptors increased the MSNA during the first and second minute of circulatory arrest (?= -2±2 vs. 3±1 bursts/min; ?= -4±2 vs. 3±1 bursts/min, P(group)=0.02). CONCLUSION: In hypertensive patients, the deactivation of the peripheral chemoreceptors: 1- Decreases the MSNA and increases the forearm blood flow and baroreflex control of heart rate at rest; 2- Decreases the MSNA response during exercise; 3- Normalizes the metaboreflex control of MSNA. Taken together, these results demonstrate the participation of the peripheral chemorreflex mechanism in the neurovascular control not only at rest, but also during the physiological maneuver of exercise in hypertensive patients

O núcleo do trato solitário é uma área integrativa do sistema nervoso central (CNS) envolvida no controle autonômico e respiratório. Estudos da literatura sugerem que o óxido nítrico (NO) exerce um importante papel na modulação dos reflexos cardiovasculares e ventilatórios no NTS. Além disso, evidências da literatura indicam uma possível interação entre o NO e o ATP no SNC. Fundamentados nessas evidências, no presente estudo, avaliamos a possível participação do NO na modulação dos parâmetros cardiorespiratórios basais e no processamento das respostas cardiovasculares e respiratórias à ativação do quimiorreflexo no NTS caudal de ratos não-anestesiados. Além disso, o possível papel do NO produzido pela óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) nas respostas cardiovasculares e respiratórias à microinjeção unilateral de ATP no NTS caudal também foi avaliado. Para tanto, os animais foram submetidos ao implante de cânulas guia em direção ao NTS caudal e à canulação da artéria e veia femoral. Os parâmetros ventilatórios foram avaliados pelo método de pletismografia de corpo inteiro. A análise dos resultados monstrou que as microinjeções bilaterais do L-NAME, um inibidor nãoseletivo da NOS, no NTS caudal, promoveram um aumento significativo na pressão arterial basal dos animais, sugerindo um papel modulatório do NO sobre os neurônios envolvidos com as vias neurais do barorreflexo. No entanto, as microinjeções bilaterais do N-PLA, um inibidor seletivo da nNOS, no NTS caudal, não promoveram alterações significativas na pressão arterial basal, sugerindo que a produção do NO envolvido no controle autonômico basal no NTS caudal não é dependente da atividade da nNOS. Com relação às respostas do quimiorreflexo, as microinjeções bilaterais do L-NAME ou do N-PLA, no NTS caudal de ratos nãoanestesiados, promoveram um atenuação significativa no aumento da freqüência respiratória (fR) à ativação do quimiorreflexo, sugerindo a participação do NO Resumo xii produzido pela nNOS na modulação do componente respiratório do quimiorreflexo no NTS caudal. No entanto, as respostas pressora e bradicárdicas decorrentes da ativação do quimiorreflexo não foram alteradas pelas microinjeções bilaterais do LNAME ou N-PLA no NTS caudal, sugerindo que o NO não está envolvido na modulação das respostas cardiovasculares decorrentes da ativação deste reflexo. No que diz respeito às respostas decorrentes da microinjeção de ATP no NTS caudal, a análise dos resultados demonstrou que as respostas de aumento na pressão arterial, fR e ventilação minuto produzidas pela microinjeção unilateral de ATP no NTS caudal de ratos não-anestesiados foram significativamente atenuadas após a microinjeção do N-PLA no mesmo sítio, sugerindo a participação do NO produzido pela nNOS na modulação de tais respostas. Neste contexto, os achados do presente trabalho sugerem que no NTS caudal: 1) o NO, provavelmente produzido pela NOS endotelial, exerce um importante papel modulatório nas vias neurais do barorreflexo; 2) a neurotransmissão do aumento da fR decorrente da ativação do quimiorreflexo envolve a formação de NO produzido pela nNOS; 3) a neurotransmissão das respostas cardiovasculares decorrentes da ativação do quimiorreflexo não envolve a formação de NO; 4) a neurotransmissão das respostas cardiovascualres e respiratórias decorrentes da microinjeção unilateral de ATP envolve a formação de NO produzido pela nNOS. / The nucleus tractus solitarius (NTS) is an integrative area in the central nervous system (CNS) involved with the ventilatory and autonomic control. Several studies suggest that nitric oxide (NO) in the NTS plays an important role in the modulation of the cardiovascular and ventilatory reflexes. In addition, there is evidence indicating a possible interaction of NO and ATP in the CNS. Considering these findings, in the present study, we evaluated the possible role of NO on the modulation of the basal cardiorespiratory parameters as well as on the processing of the cardiovascular and ventilatory responses elicited by chemoreflex activation in the caudal NTS of awake rats. In addition, the possible role of NO produced by neuronal nitric oxide sintase (nNOS) on the cardiovascular and respiratory responses produced by unilateral microinjection of ATP into the caudal NTS was also evaluated. For this purpose, rats received bilateral guide cannulae in direction of the caudal NTS and femoral artery and vein were cannulated. The ventilatory measurements were obtained by whole-body pletismograph method. Our data showed that bilateral microinjections of L-NAME, a non-selective NOS inhibitor, into the caudal NTS, produced a significant increase in basaline mean arterial pressure, suggesting a modulatory role of NO in the neural pathways of the baroreflex. However, bilateral microinjections of N-PLA, a selective nNOS inhibitor, into the caudal NTS, produced no significant changes in the baseline mean arterial pressure, suggesting that NO produced by nNOS is not involved in the basal autonomic control in the caudal NTS. With respect to chemoreflex responses, bilateral microinjections of L-NAME or NPLA, into the caudal, produced a significant attenuation in the increase in respiratory frequency (fR) produced by chemoreflex activation, suggesting that NO produced by nNOS is involved in the modulation of the respiratory component of the chemoreflex. However, the pressor and bradicardic responses elicited by chemoreflex actiovation Abstract xv were not affected by microinjections of L-NAME or N-PLA, suggesting that NO is not involved in the modulation of the cardiovascular responses. With respect to ATP microinjection responses, the data showed that unilateral microinjection of ATP into the caudal NTS produced increase in arterial pressure, fR and minute ventilation, which were significantly attenuated by N-PLA, suggesting that NO produced by nNOS is involved in the modulation of the cardiovascular and ventilatory responses to ATP microinjection into the caudal NTS. In conclusion, the data of present study indicate that in the caudal NTS: 1) NO, produced probably by endothelial NOS, plays an important modulatory role on the neural pathways of the baroreflex; 2) the neurotransmission of the increase in respiratory frequency to chemoreflex activation involve NO production by nNOS. 3) NO is not involved in modulation of the autonomic components of chemoreflex; 4) the cardiovascular and ventillatory responses produced by ATP micronjection are, at least in part, mediated by NO produced by nNOS.

A hipertensão arterial (HA) é um dos fatores de risco mais importantes para a ocorrência de eventos cardíacos e cerebrovasculares, além de estar associada ao desenvolvimento de doenças renais e metabólicas. Recentemente, novas abordagens têm sido utilizadas no tratamento da HA, especialmente em pacientes hipertensos resistentes ao tratamento farmacológico. Dentre tais abordagens, destaca-se a terapia de ativação barorreflexa (TAB), a qual, por meio de um dispositivo eletrônico cirurgicamente implantável, estimulam-se os barroceptores carotídeos, causando inibição da atividade simpática e resultando em redução da pressão arterial (PA). Embora os resultados de estudos clínicos utilizando a TAB em pacientes hipertensos resistentes ao tratamento farmacológico sejam promissores, é necessário um melhor entendimento dos mecanismos envolvidos nesta abordagem. Pela proximidade anatômica dos barorreceptores e dos quimiorreceptores carotídeos, bem como de suas respectivas aferências, a TAB poderia estar ativando não somente o barorreflexo, mas, também o quimiorreflexo carotídeo. Nesse sentido, um dos objetivos do presente estudo foi o de avaliar o papel dos quimiorreceptores carotídeos nas respostas hemodinâmicas e respiratórias provocadas pela estimulação elétrica do seio carotídeo/nervo do seio carotídeo (ESC) em ratos acordados. Ratos Wistar adultos jovens foram divididos em 4 grupos experimentais: Controle (CONT); Ratos com inativação dos quimiorreceptores carotídeos (QUIMIO-X); Ratos com inativação dos barorreceptores carotídeos (BARO-X) e ratos com inativação simultânea de baro- e quimiorreceptores carotídeos (TOTAL-X). As inativações seletivas foram realizadas cirurgicamente. Os ratos pertencentes aos 4 grupos foram instrumentados com um eletrodo bipolar no seio carotídeo/nervo do seio carotídeo esquerdo, e cateteres na artéria e veia femorais para registro da PA e administração de drogas, respectivamente. Os animais foram submetidos à ESC (Intensidade: 5 V; Largura de pulso: 1 ms; Frequências: 15, 30, 60 e 90 Hz; Duração do estímulo: 20 s). Os resultados mostraram que a ESC causou significativa resposta hipotensora nos ratos do grupoCONT. O efeito hipotensor da ESC foi maior em animais do grupo QUIMIO-X, indicando que os quimiorreceptores carotídeos foram ativados no grupo CONT, atenuando a resposta hipotensora. O grupo BARO-X apresentou respostas hipertensoras, denotando ativação exclusiva dos quimiorreceptores carotídeos. Em relação às respostas da frequência cardíaca (FC) à ESC, o grupo CONT não apresentou alterações da mesma, enquanto que os grupos QUIMIO-X e BARO-X apresentaram significativa bradicardia. O grupo TOTAL-X não apresentou nenhuma alteração hemodinâmica (PA e FC) durante a ESC. Adicionalmente, as respostas respiratórias (frequência respiratória, fR; volume corrente, VT; e ventilação minuto, VE) à ESC (Intensidade: 3 V; Largura de pulso: 1 ms; Frequências: 15, 30, 60 e 90 Hz; Duração do estímulo: 20 s), foram avaliadas em animais dos grupos CONT e QUIMIO-X. A ESC causou aumento da ventilação no grupo CONT, evidenciado por aumentos significativos da fR, VT e VE. O aumento da ventilação observado durante a ESC foi substancialmente atenuado pela inativação dos quimiorreceptores carotídeos (QUIMIO-X). No sentido de se investigar formas para modulação da atividade dos quimiorreceptores carotídeos, no presente estudo foram avaliados, também, os efeitos do antagonismo de receptores P2X3 sobre a respiração, sensibilidade do quimiorreflexo periférico e ocorrência de apneias em ratos recémnascidos. Os resultados mostraram que o antagonismo agudo de receptores P2X3 não afetou a respiração basal, mas reduziu a sensibilidade do quimiorreflexo periférico e a ocorrência de apneia. Em conjunto, os resultados do presente estudo mostram que os quimiorreceptores carotídeos influenciam as respostas hemodinâmicas e respiratórias à ESC em ratos acordados. Adicionalmente, o antagonismo de receptores P2X3 pode modular a atividade dos quimiorreceptores carotídeos, reduzindo a sua sensibilidade sem afetar a respiração basal, além de reduzir a ocorrência de apneia em ratos recém-nascidos. / Hypertension is one of the main risk factors for heart and cerebrovascular diseases, and also, is related to renal and metabolic disorders. Recently, new approaches have been used to treat hypertension, especially in hypertensive patients resistant to pharmacological treatment. Among these approaches, the baroreflex activation therapy (BAT) can be highlighted. BAT consists in the electrical stimulation of the carotid baroreceptors, inhibiting the sympathetic activity and resulting in blood pressure reduction. Although results from clinical trials have been promising, studies of the mechanisms involved in BAT are still needed. Because of the anatomic proximity between carotid baroreceptors and chemoreceptors, BAT could activate not only the baroreflex but also the carotid chemoreflex. Thus, part of this study was designed to evaluate the role of carotid chemoreceptors in the hemodynamic and respiratory responses to electrical stimulation of the carotid sinus/carotid sinus nerve (ESC) in conscious rats. Male adult Wistar rats were divided into 4 experimental groups: Control (CONT), Rats with deactivation of carotid chemoreceptors (CHEMOX); Rats with removal of carotid baroreceptors (BARO-X); and Rats with simultaneous carotid baro- and chemoreceptors deactivation (TOTAL-X). Selective deactivations were surgically performed. In addition, all rats were instrumented with a bipolar electrode in the left carotid sinus/carotid sinus nerve and femoral artery and vein catheterization to blood pressure (BP) recordings and drug administration, respectively. Animals were subjected to ESC (Intensity: 5V; Pulse width: 1 ms; Frequencies: 15, 30, 60 e 90 Hz, stimulus duration: 20 s). Results showed that ESC caused significant hypotensive response in CONT. The hypotensive effect of ESC was greater in CHEMO-X group, indicating that carotid chemoreceptors were activated in CONT, attenuating the hypotensive response. BARO-X group presented hypertensive responses to ESC, indicating full activation of the carotid chemoreceptors. Regarding heart rate (HR), CONT showed no response, whereas CHEMO-X and BARO-X presented a marked bradycardia. TOTAL-X group did not showed any hemodynamic (BP and HR) response to ESC. Moreover, the respiratoryresponses (Respiratory rate, fR; tidal volume, VT; and minute ventilation VE) to ESC (Intensity: 3V; Pulse width: 1 ms; Frequencies: 15, 30, 60 e 90 Hz, stimulus duration: 20 s), were analysed in CONT and CHEMO-X animals. ESC significantly increased ventilation in CONT, increasing fR, VT e VE. These respiratory responses elicited by ESC were blunted by carotid chemoreceptors deactivation (CHEMO-X). In order to investigate methods for carotid chemoreceptors modulation, the present study also examined the P2X3 antagonism effects on the respiration, peripheral chemoreflex sensitivity and apnoea occurrence in newborn rats. The results showed that acute P2X3 antagonism did not affected basal respiration but reduced peripheral chemoreflex sensitivity and apnoea occurrence. Taken together, results from the present study show that the carotid chemoreceptors impact hemodynamic and respiratory responses to ESC in conscious rats. Moreover, P2X3 antagonism may be used to modulate carotid chemoreceptors activity, inhibiting its sensitivity without effects over baseline respiration, and also to reduce apnoea occurrence in newborn rats.

O padrão respiratório é dividido em 4 fases: pré-inspiração (PrI), inspiração (I), pós-inspiração ou fase 1 da expiração (PI/E1) e a expiração ativa (E2), que são moduladas por áreas encefálicas. Diante disso, o objetivo do presente estudo foi verificar o envolvimento dessa região no controle da atividade PrI e PI em ratos Wistar adultos (270-320 g, n = 5/grupo). Foram registradas a pressão arterial média (PAM), atividade eletromiográfica dos músculos genioglosso (GGEMG), diafragma (DiaEMG) e abdominal (AbdEMG) e a atividade elétrica do nervo vago em ratos ventilados artificialmente e anestesiados com uretano. A injeção unilateral de NMDA (5 pmol/50 nl) no pFRG/RTN de animais anestesiados foi capaz de promover um aumento da PAM (13 ± 6 mmHg), da atividade elétrica dos músculos GGEMG (21 ± 3%), do DiaEMG (25 ± 5%), além de gerar a atividade expiratória observada no registro da atividade do AbdEMG. Adicionalmente, a estimulação do pFRG/RTN promoveu um aumento da atividade pós-inspiratória (57 ± 9%). A injeção bilateral de muscimol na região de KF eliminou a atividade do GGEMG (2 ± 2%), mas apenas reduziu a atividade do DiaEMG (12 ± 2%) e do AbdEMG (111 ± 13%) induzida pela injeção de NMDA no RTN. Além disso, a inibição da região do KF foi capaz de eliminar o aumento da atividade do GGEMG (6 ± 4 vs. salina: 47 ± 9%) após a hipercapnia (10% CO2). A injeção de muscimol no KF apenas reduziu a atividade do DiaEMG (25 ± 6 vs. salina: 43 ± 8%) e a atividade do AbdEMG (213 ± 23 vs. salina: 335 ± 18%) induzidas pela hipercapnia. Nossos resultados mostram que a região do pFRG/RTN, além de estar envolvida no controle da atividade I e E2, tem uma participação na geração da atividade pré e pós-inspiratória e que essas respostas respiratórias são moduladas pela atividade de KF. / Breathing pattern is divided into 4 phases: pre-inspiration (PrI), inspiration (I), post-inspiration or first phase of expiration (PI/E1) and the active expiration (E2), and this phases are controlled by the central nervous system . Thus, the aim of this study was to investigate the involvement of this region in the control of PrI and PI activity in adult male Wistar rats (270-320 g, n = 5/group). Mean arterial pressure (MAP), the electromyographic activity of the genioglossus muscles (GGEMG), diaphragm (DiaEMG) and abdominal (AbdEMG) and the electrical activity of the vagus nerve were recorded in rats artificially ventilated and urethane anesthetized. Unilateral injection of NMDA (5 pmol/50 nl) in the pFRG/RTN of anesthetized animals was able to produce an increase in MAP (13 ± 6 mmHg), GGEMG (21 ± 3%), DiaEMG (25 ± 5%), and elicit an expiratory activity in the AbdEMG. In addition, pFRG/RTN stimulation increase post-inspiratory activity (57 ± 9%). Bilateral injection of muscimol (100 pmol/50 nl) into the KF eliminated the GGEMG (2 ± 2%), but only reduced the DiaEMG (12 ± 2%) and AbdEMG (111 ± 13%) induced by NMDA injection into the pFRG/RTN. Muscimol bilaterally into the KF was able to eliminate GGEMG (6 ± 4 vs. saline: 47 ± 9%) after hypercapnia (10% CO2). Muscimol into the KF reduced the DiaEMG (25 ± 6 vs. saline: 43 ± 8%) and AbdEMG (213 ± 23 vs. saline: 335 ± 18%) produced by hypercapnia. The results of the present study showed for the first time that the pFRG/RTN region it is not only involved in the control of inspiration and expiration, but shows to have a role in the pre- and post-inspiratory activity. Moreover, our work also presents evidence that these respiratory responses are modulated by KF network.