O barorreflexo arterial é o principal mecanismo de regulação a curto prazo da pressão arterial (PA), mantendo-a dentro de um estreito limite de variação. A elevação da PA estimula sensores mecânicos (barorreceptores), que levam a uma inibição simpática e aumento da atividade vagal cardíaca, provocando queda (normalização) da PA. A estimulação elétrica de aferências dos barorreceptores é uma técnica que surgiu na década de 60 e, atualmente, vem sendo utilizada em pacientes com hipertensão refratária. Hipotetizamos que a estimulação elétrica do SC seria capaz de promover alterações hemodinâmicas e na modulação autonômica cardiovascular de ratos normotensos e SHR. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi caracterizar respostas hemodinâmicas, variabilidade da frequência cardíaca (FC) e PA, e avaliar alterações vasculares à estimulação elétrica do seio carotídeo (SC) em ratos normotensos ou espontaneamente hipertensos (SHR). Ratos Wistar ou SHR, com 300g (15 a 18 semanas) foram anestesiados (ketamina e xilazina) e implantados com eletrodos ao redor do SC e cânula na artéria femoral. No dia seguinte, após registro basal da PA, o SC dos ratos foi estimulado com pulsos de 1 mA, 1 ms e 15, 30, 45 ou 60 Hz durante 20 s. A seguir, um estímulo prolongado (60 min) com pulsos de 1 mA, 1 ms e 30 Hz foi aplicado ao SC dos ratos de forma contínua ou intermitente (20/20s ON/OFF). Um grupo distinto de SHR foi implantado (SC) com um estimulador miniaturizado capaz de gerar, ininterruptamente, pulsos de 3 V, 1 ms, e 30 Hz, de modo intermitente (20/20s ON/OFF). Nesses animais, no dia seguinte ao implante dos eletrodos, foi realizado um registro basal da PA e o estimulador foi ligado, estimulado o SC durante 48 h. Após o termino da estimulação, um novo registro da PA foi realizado e, ao final, o leito mesentérico dos ratos foi removido para análise de reatividade vascular. A estimulação elétrica de curta duração (20 s) provocou uma resposta hipotensora, que foi maior em SHR (?= -16 a -48 mmHg, n=14) do que em ratos normotensos (?= -19 a -28 mmHg, n=10). A hipotensão causada pela estimulação do SC foi frequência dependente apenas nos SHR. Uma bradicardia, semelhante em ambos os grupos (Wistar e SHR), e não dependente da frequência de estimulação, também foi observada com a estimulação do SC. Na estimulação prolongada (60 min), realizada de forma contínua ou intermitente, também houve hipotensão e bradicardia que se mantiveram durante todo o período de estímulo. A hipotensão durante o estímulo de 60 min do SC também foi maior em SHR (?-38 ± 9 mmHg) do que em ratos Wistar (-15 ± 5 mmHg). A análise simbólica, antes e durante a estimulação do SC, no grupo que recebeu estimulação contínua, revelou um aumento na porcentagem de sequências tipo 2UV da FC (relacionadas à modulação vagal cardíaca) de 37 ± 3 para 45 ± 4 %. A análise espectral mostrou diminuição na potência do espectro da PA na banda de LF (relacionada à modulação simpática cardíaca e vascular) de 3.6 ± 0.3 para 0.7 ± 0.1 mmHg2 apenas em animais normotensos. Os SHR estimulados cronicamente (48 h) tiveram uma PA menor após o final do estímulo (173 ± 5 vs 150 ± 5 mmHg). Entretanto, a variabilidade da FC e da PA não foi alterada pela estimulação crônica do SC. Adicionalmente, o estímulo elétrico crônico do SC promoveu aumento na reatividade das artérias mesentéricas à Acetilcolina, e à fenilefrina, tanto na presença como na ausência do endotélio. A resposta hipotensora perdurou até 60 minutos após o desligamento do dispositivo de estimulação. Concluindo, a estimulação elétrica do SC de ratos acordados, normotensos ou SHR é efetiva em diminuir a PA e FC além de promover alterações na variabilidade da FC e da PA condizentes à redução da modulação simpática em animais normotensos. Adicionalmente, a estimulação crônica do SC promoveu alterações em vasos de resistência. / Arterial baroreflex is the main short-term regulation mechanism of blood pressure (BP), keeping it under narrow limits of variation. The increasing of BP stimulates mechanical sensors (baroreceptors), which lead to inhibition of sympathetic drive and increasing cardiac activity of vagus nerve, resulting in decrease (normalization) of the BP. Electrical stimulation of afferent baroreceptor is an approach that emerged in the 60s and is now being used in patients with resistant hypertension. We hypothesized that electrical stimulation of CS promote hemodynamic and autonomic responses in normotensive and SHR. The aim of this study was to characterize hemodynamic responses, heart rate (HR) and BP variability, and evaluate vascular changes to electrical stimulation of the carotid sinus (CS) in normotensive or spontaneously hypertensive rats (SHR). SHR and Wistar rats with 300g (15 to 18 wk) were anesthetized (ketamine and xylazine) and implanted with electrodes in CS and a catheter into femoral artery. On the next day, after baseline recording of the BP, animals were subjected to electrical stimulation of CS with pulses of 1 mA, 1 ms and 15, 30, 45 or 60 Hz during 20 s. Following, a continuously or intermittently (20 / 20s ON / OFF) prolonged stimulation (60 min) with pulses of 1 mA, 1 ms and 30 Hz was applied to CS of rats. Another SHR group was implanted with a miniaturized stimulator connected to CS electrodes, capable of generating uninterruptedly pulses of 3 V, 1 ms, and 30 Hz, intermittently (20/20s ON/OFF). On the next day, after baseline recording of BP, the stimulator was turned on, and CS was stimulated during 48 h. After the end of stimulation, another BP recording was performed and the mesenteric bed of rats was removed for analysis of vascular reactivity. Short-term (20 s) electrical stimulation of CS induced a hypotensive response that was greater in SHR (??= -16 to -48 mmHg, n = 14) than in normotensive rats (? = -19 to -28 mmHg, n = 10). Hypotensive response was dependent on stimulation frequency only in SHR. A bradycardic response, similar in both groups (Wistar and SHR) and not dependent of the frequency of stimulation was also observed. In prolonged stimulation (60 min), performed continuously or intermittently, hypotension and bradycardia were observed during whole stimulation period. Hypotensive effect observed during 60 min stimulation of the CS was greater in SHR (-38 ± 9 mmHg) than in Wistar rats (-15 ± 5 mmHg). The symbolic analysis, before and during the stimulation of the CS revealed an increase in the percentage of 2UV type sequences of HR (related to cardiac vagal modulation) from 37 ± 3 to 45 ± 4 %. Spectral analysis showed in the decrease power of BP spectrum in LF band (related to heart and vascular sympathetic modulation) from 3.6 ± 0.3 to 0.7 ± 0.1 mmHg2 only in normotensive animals. SHR chronically stimulated group (48 h) showed lower BP after the end of the stimulus (173 ± 5 vs 150 ± 5 mmHg). However, the variability of HR and BP was not changed by chronic stimulation of the CS. Moreover, chronic electrical stimulation of the CS increased the reactivity of mesenteric arteries to acetylcholine and phenylephrine, both in the presence or absence of the endothelium. The hypotensive response lasted after 60 minutes after the shutdown of the stimulation device. In conclusion, the electrical stimulation of CS in normotensive or SHR conscious rats is effective in decreasing BP and HR and promotes changes in the variability of HR and BP, consistent with reduction of sympathetic modulation in normotensive animals. Additionally, the chronic stimulation of the CS induced changes in resistance vessels.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-06012017-102344 |
| Date | 03 August 2016 |
| Creators | Gean Domingos da Silva Souza |
| Contributors | Rubens Fazan Júnior, Fernando Silva Carneiro, Davi José de Almeida Moraes, Alexandre Alves da Silva, Daniel Breseghello Zoccal |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Fisiologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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