Introdução: Apneia do sono é uma doença respiratória crônica com alta prevalência que causa múltiplas interrupções respiratórias, levando à hipóxia intermitente (HI). A HI culmina com a geração de radicais livres, estresse oxidativo, inflamação e esteatose hepática. A Melatonina (MEL) e N-acetilcisteína (NAC), são potentes antioxidantes, capazes de inibir esses radicais livres e o estresse oxidativo. Objetivos: Investigar o mecanismo de inflamação em um modelo de hipóxia intermitente que simule a apneia do sono, avaliando-se o fígado e o pulmão, as respostas aos tratamentos com MEL e NAC frente às alterações oxidativas e inflamatórias no fígado de camundongos. Métodos: Utilizamos 120 camundongos machos, adultos, divididos em três experimentos: avaliação do modelo experimental (n=36), avaliação inflamatória molecular em fígado e pulmão (n=12) e avaliação molecular em camundongos com uso de antioxidantes (n=72). Para a hipóxia intermitente foi utilizado o sistema de câmaras que mantêm os roedores em um equipamento que simula a apneia do sono, durante oito horas diárias. No primeiro experimento avaliaram-se as alterações hepáticas em dois momentos, com 21 dias de exposição e 35 dias de exposição à HI. Nos demais experimentos foram utilizados o mesmo sistema durante 35 dias de exposição. No terceiro experimento, a partir do 21° dia iniciaram-se a administração intraperitoneal dos antioxidantes (MEL-200uL/Kg) e NAC-10mg/Kg). Resultados: Foi verificado que o tempo de 21 dias de exposição, não foi encontrado alterações nos fígados dos camundongos. Nos animais expostos durante 35 dias à HI, contatou-se a presença de estresse oxidativo, com aumento de dano oxidativo a lipídios e ao DNA e a redução das defesas antioxidantes, e aumento significativo de metabólitos de óxido nítrico (NO), além da presença de lesão tecidual na histologia hepática. Nos pulmões e nos fígados dos camundongos submetidos à HI, contatou-se a presença de estresse oxidativo, e aumento de expressão de fatores de transcrição: hipóxia induzível (HIF-1α), nuclear (NF-κB) e necrose tumoral (TNF-α), como mediadores inflamatórios, bem como elevação da expressão da óxido nítrico sintase induzível (iNOS) e fator de crescimento vascular endotelial (VEGF), como mediadores de resposta vascular, e Caspase 3 clivada, como enzima responsável pela apoptose. Nos animais que foram tratados com MEL e NAC, houve redução significativa, nos fígados, de todas proteínas que apresentaram-se elevadas expressões do grupo exposto sem tratamento, assemelhando-se aos controles. Conclusão: Sugerimos que o tempo necessário de hipóxia intermitente, que simule a apneia do sono, para lesão hepática e estresse oxidativo seja de 35 dias, nesse tempo de exposição sabemos que tanto o pulmão quanto o fígado possuem estresse oxidativo, inflamação e apoptose, e que o uso de Melatonina e N-acetilcisteína foram capazes de proteger os fígados dessas agressões. / Introduction: Sleep apnea is a chronic respiratory disease with high prevalence causing multiple interruptions in breathing, leading to intermittent hypoxia (IH). The IH culminates with the generation of free radicals, oxidative stress, inflammation and hepatic steatosis. Melatonin (MEL) and N-acetylcysteine (NAC) are potent antioxidants, capable of inhibiting these free radicals and oxidative stress. Objectives: To investigate the mechanism of inflammation in a model of intermittent hypoxia that simulates sleep apnea, evaluating the liver and lung, responses to treatment with MEL and NAC front of oxidative and inflammatory changes in the liver of mice. Methods: We used 120 male mice, adults, divided into three experiments: evaluation of the experimental model (n = 36), inflammatory molecular assessment in liver and lung (n = 12) and molecular evaluation in mice with antioxidants (n = 72) . For intermittent hypoxia was used to maintain camera system rodents in a device that simulates sleep apnea during eight hours. The first experiment evaluated the hepatic changes in two stages, with 21 days of exposure and 35 days of exposure to IH. In other experiments we used the same system for 35 days of exposure. In the third experiment, from day 21 began intraperitoneally administration of antioxidants (MEL-200uL/Kg and NAC-10mg/Kg). Results: It was found that the time of exposure of 21 days, no changes were found in the livers of mice. In animals exposed for 35 days to IH, contacted the presence of oxidative stress, with increased oxidative damage to lipids and DNA and reduction of antioxidant defenses, and a significant increase of metabolites of nitric oxide (NO), and the presence of tissue injury in liver histology. In the lungs and livers of mice subjected to IH, contacted the presence of oxidative stress, and increased expression of transcription factors: hypoxia inducible (HIF-1α), nuclear (NF-κB) and tumor necrosis factor (TNF-α), such as inflammatory mediators and increase the expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and vascular endothelial growth factor (VEGF), vascular response mediators, and cleaved Caspase 3 as enzyme responsible for apoptosis. In animals treated with NAC and MEL, a significant reduction in the livers of all proteins that were elevated expression of the exposed untreated, similarly to controls. Conclusion: We suggest that the time required for intermittent hypoxia, simulating sleep apnea, to liver damage and oxidative stress is 35 days exposure at this time we know that both the lungs and the liver have oxidative stress, inflammation and apoptosis, and the use of Melatonin and N-acetylcysteine were able to protect the livers of these aggressions.

A hipóxia crônica intermitente (HCI) promove hipertensão arterial e aumento da atividade simpática em ratos jovens. Nestes animais, o aumento da atividade simpática ocorre durante uma fase específica da respiração e está correlacionada com o aumento da atividade expiratória. Estas evidências mostram que, após a HCI, os ratos jovens desenvolvem alterações no acoplamento simpático-respiratório, um mecanismo que pode contribuir, pelo menos em parte, para o desenvolvimento da hipertensão observada nestes animais. Em diversos modelos experimentais de hipertensão, os níveis de pressão arterial são menores nas fêmeas do que nos machos, portanto elas são resistentes ao desenvolvimento da hipertensão. Levando em conta essas informações, a hipótese do presente projeto foi a seguinte: fêmeas submetidas à HCI seriam resistentes ao desenvolvimento da hipertensão arterial. Para tanto, ratas jovens e adultas foram submetidas à HCI e seus parâmetros cardiovasculares e respiratórios foram avaliados na condição dos animais acordados e com livre movimentação. Além disso, as alterações na atividade simpática e respiratória também foram avaliadas na preparação coração tronco-cerebral isolados. Os resultados mostram que as fêmeas desenvolvem hipertensão semelhante aos machos submetidos ao mesmo protocolo, contudo as alterações no acoplamento entre a atividade simpática e respiratória são diferentes entre os sexos. Estes dados sugerem que embora os machos e fêmeas desenvolvam um nível similar de hipertensão após a HCI, os mecanismos envolvidos na geração da atividade simpática podem ser diferentes. / Chronic intermittent hypoxia (CIH) produces hypertension and sympathetic overactivity in juvenile male rats. The increase in sympathetic activity occurs during the expiratory phase of respiration, which is correlated with an augmented expiratory activity. This information indicates that after CIH, juvenile rats develop changes in the respiratory sympathetic-coupling, which could explain, at least in part, the hypertension observed in these animals. Female rats are known to be more resistant to the development of hypertension in several experimental models of this pathology. Take in consideration these facts, we hypothesized that female rats exposed to CIH were resistant to the development of hypertension. To test this hypothesis, we studied the cardiovascular and respiratory changes in female rats after the CIH in awake freely moving condition. In another group of animals, we studied the sympathetic and respiratory activity in female rats after the CIH, using for this, the working heartbrainstem preparation. The results show that juvenile female rats develop hypertension similarly to that observed in juvenile male rats submitted to the same protocol. However, juvenile female rats presented changes in the respiratory-sympathetic coupling different from that observed in juvenile male rats. Together, these results suggest that even if the level of hypertension after CIH is similar between males and females, the mechanisms underlying the generation of sympathetic overactivity are different.

L’augmentation constante de l’obésité dans les populations occidentales accroit la prévalence de nombreuses maladies liées au surpoids parmi lesquelles le syndrome d’apnées hypopnées du sommeil (SAHOS). Le SAHOS et l’obésité représentent deux facteurs de risque indépendants du développement de maladie cardiovasculaires (CV) et métaboliques. Etant souvent associés en pratique clinique, l’étude de leurs effets vasculaires et métaboliques spécifiques est difficile. Pour nous affranchir de cette problématique, nous avons étudié chez la souris, les effets respectifs et combinés d'un régime riche en graisse et/ou de 15 jours d'exposition à des conditions d'hypoxie intermittente (HI) mimant le SAHOS, sur les paramètres vasculaires et métaboliques. L’HI seule n'avait aucun impact sur le bilan-glucido lipidique, la fonction mitochondriale hépatique et la fonction vasculaire des animaux. Les animaux soumis au RRG présentaient une dyslipidémie,une stéatose hépatique, une dysfonction mitochondriale ainsi qu'une une dysfonction endothéliale. Lorsque l’HI était appliquée aux animaux recevant le RRG, l’ensemble de ces dysfonctions vasculaires, hépatiques et mitochondriales était prévenu mais une hyperinslinémie marquée était notée. Ce travail illustre les effets polymorphes de l’HI qui, pour des durées d’exposition courtes, pourrait présenter des effets bénéfiques sur les altérations associées à l’obésité qui contrastent avec les effets délétères à plus long terme décrits dans le SAHOS. / Decades increases the prevalence of many overweigh tassociated diseases including obstructive sleep apnea (OSA). Both OSA and obesity are considered as independent cardio-vascular and metabolic risk factors.The frequent association of OSA and obesity in clinical setting makes difficult to investigate their independent contribution to metabolic and vascular diseases. In the present thesis, we aimed to evaluate the impact of a short term intermittent hypoxia (IH), (animal model of OSA), of a high fat diet (HFD), and of both experimental conditions together (IH and HFD) on the vascular and metabolic outcomes. Short term IH alone had no impact on glucose and lipids levels and mitochondrial and vascular function. Animals fed with HFD presented dyslipidemia, hepatic steatosis, mitochondrial and endothelial dysfunction. Interestingly, when short term IH was applied to HFD fed mice, insulin level was increased, restored endothelial function and mitochondrial activity was restored and limited liver lipid accumulation was limited.Those data underline the polymorphic effects of IH that might target beneficial outcomes when applied for a short term in obesity, which contrast with the deleterious long term outcomes observed in OSA.

Previously, we have shown that chronic intermittent hypoxia (CIH) impairs baroreflex control of heart rate and augments aortic baroreceptor afferent function. In the present study, we examined whether CIH induces structural changes of aortic afferent axons and terminals. Young-adult Fischer 344 (F344, 4 months old) rats were exposed to room air (RA) or CIH for 35-45 days. After 14-24 days of exposure, they received tracer DiI injection into the left nodose ganglion to anterogradely label vagal afferent nerves. After surgery, animals were returned to their cages to continue RA or CIH exposure. Twenty-one days after DiI injection, the animals were sacrificed and the aortic arch was examined using confocal microscopy. In both RA and CIH rats, we found that DiI-labeled vagal afferent axons entered the wall of the aortic arch, then fanned out and branched into large receptive fields with numerous terminals (flower-sprays, end-nets and free endings). Vagal afferent axons projected much more to the anterior wall than to the posterior wall. In general, the flower-sprays, end-nets and free endings were widely and similarly distributed in the aortic arch of both groups. However, several salient differences between RA and CIH rats were found. Compared to RA control, CIH rats appeared to have larger vagal afferent receptive fields. The CIH rats had many abnormal flower-sprays, end-nets, and free endings which were intermingled and diffused into "bush-like" structures. However, the total number of flower-sprays was comparable (P>0.05). Since there was a large variance of the size of flower-sprays, we only sampled the 10 largest flower-sprays from each animal. CIH substantially increased the size of large flower-sprays (P<0.01). Numerous free endings with enlarged varicosities were identified, resembling axonal sprouting structures. Taken together, our data indicate that CIH induces significant remodeling of afferent terminal structures in the aortic arch of F344 rats. We suggest that such an enlargement of vagal afferent terminals may contribute to altered aortic baroreceptor function following CIH.

Background. Premature infants are at risk for many complications. Among these, growth failure and intermittent hypoxia (IH) can independently impact the outcomes of other comorbidities. Recent data suggest that IH may directly affect postnatal growth. Our study aims to evaluate the impact of IH on growth velocity in preterm infants. Methods. This prospective cohort study utilized inpatient oximetry, nutrition, and growth data to evaluate the relationship between IH and growth velocity. Enrolled infants were dichotomized by high- versus low-exposure to IH. This relationship was explored in both unadjusted analyses and generalized linear models with repeated measures. Results. The study population included 19 preterm infants, with average birth gestational age of 29 weeks, each contributing one or more measures of weekly data. Infants in the high-exposure cohort had lower birth weight, higher rates of bronchopulmonary dysplasia, and longer duration of respiratory support and caffeine treatment. The unadjusted analysis revealed a marginally significant trend towards higher IH rates during weeks of slower growth. The logistic regression with repeated measures analysis also supported increased odds of slower growth associated with higher IH rates, but this relationship was also only marginally significant. Conclusion. Our study suggests a relationship between exposure to IH and slower growth velocity in preterm infants. The prospectively collected data allowed for accurate measures of IH, growth, and nutrition, but the small sample size likely contributed to the lack of significance of our results.

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Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil (SAOS) affecte 5 à 20% de la population générale et est associée à des complications cardiovasculaires, ce qui en fait un véritable problème de santé publique. Les épisodes itératifs d’obstruction pharyngée nocturne qui le caractérisent aboutissent à une hypoxie intermittente, elle-même impliquée dans ces complications cardiovasculaires. A ce jour, les mécanismes reliant SAOS et athérosclérose restent méconnus. De plus, le traitement de référence du SAOS par pression positive continue présente dans certaines populations une efficacité limitée sur les conséquences cardiovasculaires du SAOS, d’où la nécessité de développer de nouvelles thérapeutiques ciblant spécifiquement le processus athéromateux. Des perturbations du métabolisme de l’acide arachidonique à l’origine de la synthèse d’eicosanoïdes pro-inflammatoires ont déjà été décrites au cours du SAOS et ont été associées au processus athéromateux. Le but de ce travail a donc été de préciser par une approche translationnelle le rôle de certains de ces eicosanoïdes, à savoir le thromboxane A2 et les cystéinyl-leucotriènes dans l’athérogénèse associée au SAOS et de les évaluer en tant que potentielles cibles thérapeutiques. Ces travaux ont montré non seulement une activation des voies métaboliques du thromboxane A2 et des cystéinyl-leucotriènes au cours du SAOS, mais également leur association avec le processus athéromateux. Enfin, des traitements pharmacologiques ciblant spécifiquement ces médiateurs étaient capables de ralentir la progression de l’athérosclérose en lien avec le SAOS dans un modèle murin de SAOS. Ces travaux démontrent donc le rôle du thromboxane A2 et des cystéinyl-leucotriènes dans l’athérosclérose associée au SAOS, et positionnent ces deux voies métaboliques comme des cibles thérapeutiques potentielles pour traiter les conséquences cardiovasculaires du SAOS. / Obstructive sleep apnea (OSA) is a really public health problem since it affects 5 to 20% of general population and is associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. Repetitive nocturnal pharyngeal obstruction leads to intermittent hypoxia, which is responsible of premature atherosclerosis and also cardiovascular complications.Nevertheless, mechanims linking OSA and atherosclerosis remains poorly understood. In addition, continuous positive airway pressure (CPAP) application, which is the gold standard treatment of OSA, has poor effect on OSA cardiovascular consequences in some populations, highlighting the need of alternative therapeutic strategies. Alterations of several eicosanoids resulting to arachidonate metabolism had already been described during OSA, these latter being associated with vascular remodeling. The aim of this work was to precise trough a translational approach the contribution of some eicosanoids, especially thromboxane A2 and cysteinyl-leukotriene on OSA related-atherogenesis and also to evaluate these latter as therapeutic target.We had shown an activation of both thromboxane A2 and cysteinyl-leukotriene pathways in OSA, this latter being associated with vascular remodeling. In addition, pharmacological treatment by cyclooxygenase type 1 inhibitor or CysLT1 receptor antagonist reduced OSA-related atherosclerosis progression in an OSA mouse model.Finally, these works had demonstrated the implication of both thromboxane A2 and cysteinyl-leukotrienes activation in OSA-related atherosclerosis, but also the potential therapeutic of these targets to treat cardiovascular consequences of OSA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Many studies pointed out to the effects of acute or chronic hypoxia in order to study the adaptation in response to high altitudes. Recently, some studies have tried to unravel the effects of exposure to intermittent hypoxia (IH), to explore the therapeutic value to patients and potential influence on the performance of athletes. Same studies show that exposure to acute or chronic hypoxia can influence the metabolism of glucose and related hormones, however, the results are still inconsistent. In horses affected with polysaccharide storage myopathy, in which horses show enhanced glucose uptake by muscle cells and increase insulin sensitivity may be the target of future studies for the potential use of IH in veterinary medicine. The aim of this study is to evaluate the effect of normobaric intermittent hypoxia in serum cortisol, blood glucose levels and insulin secretion in non-exercised horses. Healthy adult horses (n=8) were selected after physical examination and underwent an intravenous glucose tolerance test (0.5gr/kg) (IVGTT). Blood samples (n=11) were collected between 0 and 180 minutes after glucose administration to evaluate glycemic response and insulin secretion. Then, they were exposed to 1-hour hypoxia sessions twice a day, reaching a total of 43 hypoxia sessions. From first to last session the [O2] was gradually decreased from 17% to 12%. The heart rate and the samples to measure serum cortisol were collected before and every 15 minutes during the sessions 1, 4, 6, 8, 10, 14, 22 and 43. The IVGTT was repeated at the end of the study. The serum cortisol levels were higher in session 1 (S1) (17% O2) when compared to the levels of S10 (13% O2) and S43 (12% O2) (P<0.05). The glycemic response was not significantly altered in resting horses submitted to normobaric hypoxia sessions from 17% to 12% [O2], however, required higher insulin secretion, suggesting a decrease in sensitivity to this hormone. The decline in serum cortisol and heart rate suggests an adaption to the stimulus of hypoxia. IH is a resource that provides a wide area for further studies in horses, both as a therapeutic tool, about the potential benefits on athletic performance. / No passado a maioria das pesquisas apontou para os efeitos da hipóxia aguda ou crônica no intuito de estudar a adaptação em resposta às altas altitudes. Mais recentemente, alguns estudos têm buscado desvendar os efeitos da exposição à hipóxia intermitente (HI), objetivando explorar o valor terapêutico em pacientes e a influência potencial no desempenho de atletas. Muitos estudos demonstram que a exposição à hipóxia aguda ou crônica pode influenciar no metabolismo da glicose e hormônios relacionados, entretanto, os resultados ainda são inconsistentes, talvez devido aos vários protocolos usados até o momento. Em equinos, doenças como a miopatia por acúmulo de polissacarídeos, na qual os cavalos apresentam aumento na captação da glicose pelas células musculares e aumento da sensibilidade à insulina, podem ser alvo de futuros estudos para o uso potencial da HI em medicina veterinária. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da hipóxia normobárica intermitente nos níveis séricos de cortisol, resposta glicêmica e secreção de insulina de cavalos não exercitados. Cavalos adultos sadios (n=8) foram selecionados após exame físico e submetidos ao teste de tolerância à glicose intravenosa (0,5g/kg) (TTGIV). Amostras de sangue (n=11) foram coletadas entre 0 e 180 minutos após a administração de glicose para avaliar a resposta glicêmica e a secreção de insulina. Os animais foram então expostos a sessões de uma hora de hipóxia duas vezes ao dia, totalizando 43 sessões. Da primeira à última sessão o percentual de O2 foi gradativamente diminuído de 17 a 12%. A freqüência cardíaca e as amostras sanguíneas para a determinação do cortisol sérico foram coletadas antes e a cada 15 minutos durante as sessões 1, 4, 6, 8, 10, 14, 22 e 43. A TTGIV foi repetida ao final do estudo. Os níveis de cortisol sérico foram maiores na sessão 1 (S1) (17% O2) quando comparados aos níveis da S10 (13% O2) e da S43 (12% O2)(P<0,05). A resposta glicêmica não foi significativamente alterada em eqüinos não exercitados submetidos a sessões de hipóxia normobárica de 17% a 12% de O2, entretanto, foi necessária uma maior secreção de insulina, que sugere diminuição na sensibilidade a este hormônio. O declínio nos níveis de cortisol sérico e na freqüência cardíaca sugere uma adaptação ao estímulo da hipóxia. A HI é um recurso que proporciona uma ampla área para novos estudos em cavalos, tanto como ferramenta terapêutica, quanto aos possíveis benefícios no desempenho atlético.

A hipóxia crônica intermitente (HCI) é um modelo experimental no qual o quimiorreflexo é ativado a cada episódio de hipóxia, assim como em alguns casos de apneia obstrutiva do sono. A HCI promove aumento da atividade simpática, hipertensão e alterações no acoplamento simpático-respiratório no tronco encefálico. No presente trabalho estudamos os parâmetros cardiorrespiratórios concomitantemente com o ciclo sono-vigília em uma janela temporal de 3 horas no período do dia em que esses registros são feitos no nosso laboratório. Foram também registradas ao longo deste período as respostas cardiovasculares associadas a inspirações profundas (IPs) que acontecem normalmente nos ratos. Ratos Wistar (~ 250 g) foram divididos nos grupos HCI (n = 12) e controle (CTL) (n = 12). Os animais foram submetidos à cirurgia de implantação de eletrodos no crânio e nos músculos cervicais para obtenção de registros eletrocorticográficos (ECoG) e eletromiográficos (EMG), respectivamente, para determinarmos as fases do ciclo sono-vigília (vigília, sono NREM (non-rapid eye movement) e sono REM (rapid eye movement)). Um grupo de animais CTL (n=5) e outro de animais HCI (n=6) tiveram também eletrodos implantados nos músculos diafragma (DIA) e abdominal oblíquo (ABD) para registros da atividade muscular respiratória. Após 48 horas, o grupo HCI foi exposto a um protocolo de hipóxia intermitente durante 10 dias (6% de O2 por 40 s, a cada 9 min, 8 h/d), enquanto o grupo CTL foi mantido em normoxia (20,8% de O2) pelo mesmo período. No último dia do protocolo, os ratos tiveram uma artéria femoral canulada para registros de pressão arterial (PA). No dia seguinte, ECoG, EMG e a PA foram registrados por 3 horas para análise da latência para o sono, o tempo total em cada uma das fases do ciclo sonovigília, o número e a duração dos episódios de sono REM e os parâmetros cardiovasculares pressão arterial sistólica (PAS), pressão arterial diastólica (PAD), pressão arterial média (PAM) e frequência cardíaca (FC) nas diferentes fases do ciclo. Os parâmetros respiratórios foram registrados por 2 horas para análise de frequência respiratória (fR), volume corrente (VT) e volume minuto (VE) nas diferentes fases do ciclo sono-vigília. Os animais dos grupos utilizados para avaliação da atividade respiratória muscular foram registrados por 2 horas. O protocolo de 10 dias de HCIpromoveu alterações significativas apenas na duração dos episódios de sono REM nos ratos HCI. Entretanto, os animais do grupo HCI apresentaram níveis médios mais elevados de PAS (145,0 ± 1,8 vs 129,3 ± 2,2 mmHg), PAD (104,1 ± 1,7 vs 91,4 ± 1,8 mmHg), PAM (121 ± 9 vs 107,7 ± 1,9 mmHg) e FC (387, ± 5,4 vs 363,5 ± 8,7 bpm) no período de 3 horas de registro, sendo estes aumentos igualmente observados em todas as fases do ciclo sono-vigília. A HCI também promoveu aumento significativo de VT durante os sonos NREM (6,6 ± 0,2 vs 5,8 ± 0,2 mL/kg) e REM (6,4 ± 0,2 vs 5,3 ± 0,2 mL/kg), porém este parâmetro não foi significativamente diferente durante a vigília nos animais HCI em relação aos animais CTL. Ambos os grupos apresentaram expirações ativas apenas durante a vigília, porém estas foram muito mais frequentes nos animais HCI. Além disso, nos animais HCI as respostas de queda da PAM (-18 ± 0,8 vs -14 ± 0,6 mmHg) e aumento da FC (28,4 ± 1,8 vs 21,8 ± 1,1 bpm) associadas às IPs apresentaram maiores magnitudes em relação aos animais CTL, embora o intervalo temporal entre as IPs não tenha se alterado. Esses achados indicam que a HCI aplicada durante 10 dias promove alterações significativas na duração dos episódios de sono REM, aumento da PA e FC em todas as fases do ciclo sono-vigília, aumento do VT durante o sono, aumento da ocorrência de expirações ativas durante a vigília e aumento das respostas hemodinâmicas associadas às IPs. Portanto, as alterações cardiovasculares observadas após a HCI são decorrentes dos episódios repetidos de hipóxia que acontecem ao longo desse protocolo, mas não parecem ser dependentes de alterações no ciclo sono-vigília, pois ainda que a duração dos episódios de sono REM tenha sido maior nos ratos HCI, os parâmetros cardiovasculares se apresentaram igualmente elevados em todas as fases do ciclo sono-vigília desses animais. / Chronic intermittent hypoxia (CIH) is an experimental model in which the chemoreflex is activated at each episode of hypoxia, as observed in some cases of obstructive sleep apnea. CIH induces increased sympathetic activity, hypertension, and changes in the sympathetic-respiratory coupling in the brainstem. In the present study, we recorded cardiorespiratory parameters concomitantly with the sleep-wake cycle during a 3-hour time window which corresponds to the period of the day in which these recordings are collected in our laboratory. During this period, we also studied the cardiovascular responses associated with the normally occurring deep breaths (DBs) in rats. Male Wistar rats (~ 250 g) were divided into CIH (n = 12) and control (CTL) groups (n = 12). Animals underwent implantation of electrodes in the skull and in the cervical muscles for electrocorticographic (ECoG) and electromyographic (EMG) recordings, respectively, to determine the phases of the sleep-wake cycle (wakefulness, NREM sleep and REM sleep). A group of CTL animals (n=5) and another of HCI animals (n=6) had electrodes implanted also in the diaphragm (DIA) and oblique abdominal muscle (ABD) for recordings of respiratory muscle activity. After 48 hours, the CIH group was exposed to an intermittent hypoxia protocol for 10 days (6% O2 for 40 s, every 9 min, 8 h/d), while the CTL group was maintained in normoxia (20.8 % of O2) for the same period. On the last day of the protocol, rats had a femoral artery cannulated for blood pressure (BP) recordings. On the following day, ECoG, EMG and BP were recorded for 3 hours for analysis of time for sleep onset, total time in each phase of the sleep-wake cycle, number and duration of REM sleep episodes, and the cardiovascular parameters systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) in the different phases of the cycle. The respiratory parameters were recorded for 2 hours for analysis of ventilatory frequency (fR), tidal volume (VT) and minute volume (VE) in the different phases of the sleep-wake cycle. The groups of animals used for analysis of respiratory muscle activity were recorded for only 2 hours. CIH promoted significant alterations only in the duration of REM episodes. However, animals from CIH group had higher average levels of SBP (145,0 ± 1,8 vs 129,3 ± 2,2 mmHg), DBP (104,1 ± 1,7 vs 91,4 ± 1,8mmHg), MAP (121 ± 9 vs 107,7 ± 1,9 mmHg) e HR (387, ± 5,4 vs 363,5 ± 8,7 bpm) in the 3-hour recording period. These increases were also observed in all phases of the sleep-wake cycle. CIH also promoted a significant increase in VT during NREM (6,6 ± 0,2 vs 5,8 ± 0,2 mL/kg) and REM (6,4 ± 0,2 vs 5,3 ± 0,2 mL/kg), although this parameter was not significantly different during wakefulness in CIH animals compared to CTL animals. Both groups presented active expiration only during wakefulness, however it was much more frequent in HCI rats. In addition, in CIH animals, the fall in MAP (-18 ± 0,8 vs -14 ± 0,6 mmHg) and the increase in HR (28,4 ± 1,8 vs 21,8 ± 1,1 bpm) associated with DBs presented higher magnitudes in relation to CTL animals, although the time interval between DBs did not change. These findings indicate that CIH for 10 days promotes longer REM episodes, increased BP and HR in all phases of the cycle, increased VT during sleep, increased active expiration occurrence and higher magnitudes of the hemodynamic responses associated with DBs. Therefore, the cardiovascular alterations observed after CIH are due to the intermittent hypoxia episodes that occur throughout this protocol, but do not seem to be related to changes in the sleep-wake cycle, for although the duration of REM episodes was longer, the cardiovascular parameters were equally increased in all phases of the sleep-wake cycle.

Ratos jovens submetidos à hipóxia crônica intermitente (HCI) por um período de 10 dias apresentam hipertensão arterial e alterações no padrão de acoplamento das atividades simpática e respiratória. A exposição à HCI promove aumento da atividade simpática na fase expiratória final, mas o pico de atividade observado no final da inspiração/pós-inspiração também permanece. Estudos do nosso laboratório realizados em animais acordados mostraram por meio da análise espectral e do bloqueio ganglionar que a atividade simpática total está aumentada após um protocolo de 10 dias de HCI, caracterizando esse como sendo um modelo de hipertensão neurogênica. Em outros estudos voltados para verificar a reversibilidade da hipertensão arterial após o encerramento do protocolo de HCI, foi demonstrado que a pressão arterial desses animais se normaliza dentro de 15 dias em condição de normóxia. No entanto, estudos anteriores do nosso laboratório mostraram que a transmissão sináptica no núcleo do trato solitário permanece alterada mesmo após duas semanas de recuperação do protocolo de HCI. Sendo assim um dos objetivos desse trabalho foi avaliar as respostas cardiovasculares e respiratórias de ratos submetidos a um novo protocolo de HCI depois de 15 dias do encerramento do primeiro protocolo. Adicionalmente, avaliamos se as respostas cardiovasculares e respiratórias induzidas pela HCI seriam ou não influenciadas pelo pré-condicionamento com hipóxia mantida (HM). Assim como na HCI, nos modelos de hipertensão neurogênica a principal causa associada ao aumento de pressão arterial é a hiperatividade simpática. Dentre esses modelos, podemos destacar a hipertensão renovascular 1 rim, 1 clipe (1R, 1C) e os ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Nesse contexto, avaliamos também se a pré-exposição à HCI poderia influenciar as respostas cardiovasculares e respiratórias observadas nesses 2 modelos de hipertensão. Os resultados mostraram que o pré-condicionamento com HCI ou com HM não alterou as respostas cardiovasculares promovidas por uma subsequente exposição à HCI. Por outro lado, o nível de hipertensão promovido pelo modelo 1R, 1C foi significativamente menor em animais pré-condicionados com HCI, via inibição do tônus simpático vascular. O procedimento de desnervação renal praticamente eliminou o aumento de pressão arterial associado ao modelo 1R, 1C. Adicionalmente, após a remoção bilateral do corpúsculo carotídeo, o nível de hipertensão decorrente do modelo 1R, 1C foi o mesmo, independente do pré-condicionamento com HCI. Por outro lado, o pré-condicionamento com HCI não alterou o desenvolvimento da hipertensão arterial de ratos SHR. / Juvenile rats submitted to chronic intermittent hypoxia (CIH) during 10 days present hypertension and alterations in the sympathetic and respiratory coupling. Exposure to CIH produces sympathetic overactivity in the late expiratory phase, whereas the peak of activity observed at the end of inspiration/post-inspiration was also maintained. Studies from our laboratory performed in awake animals, using spectral analyses and ganglionic blockade showed that the total sympathetic activity is increased after CIH protocol, characterizing this as a neurogenic model of hypertension. Other studies, designed to verify the reversibility of hypertension at the end of the CIH protocol, showed that the arterial pressure normalizes within 15 days in normoxic conditions. Nevertheless, previous studies from our laboratory showed that the synaptic transmission in the nucleus of the solitary tract continues altered even after two weeks of recovery from the CIH protocol. Thus, one of our goals was to evaluate the cardiovascular and respiratory responses in rats submitted to a new CIH protocol 15 days after the first protocol. Additionally, we evaluated whether or not the cardiovascular and respiratory responses induced by CIH would be influenced by preconditioning with sustained hypoxia (SH). As in CIH, in other models of hypertension the main cause associated with the rise of arterial pressure relies on the sympathetic overactivity. Among those models are the renovascular hypertension 1 kidney, 1 clip (1K, 1C) and the spontaneous hypertensive rats (SHR). In this sense, another goal of this study was to evaluate whether a previous exposure to CIH could affect the cardiovascular and respiratory responses produced by the 1K, 1C and the SHR model. Our results are showing that preconditioning with either CIH or SH did not alter the cardiovascular response produced by a subsequent exposure to CIH. On the other side, the level of hypertension promoted by 1K, 1C was significantly reduced in CIH preconditioned rats, via inhibition of the vascular sympathetic tone. The procedure of renal denervation practically eliminated the rise in arterial pressure associated with 1K, 1C. Additionally, after bilateral carotid body removal, the level of hypertension observed in 1K, 1C rats was the same, regardless CIH preconditioning. However, preconditioning with CIH did not affect the development of hypertension in SHR.