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Previous issue date: 2012-03-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / The central nervous system (CNS) has an important role in maintaining the composition and volume of body fluids for the appropriate tissue perfusion. An important area of the CNS that receives cardiorespiratory afferents is the nucleus of the solitary tract (NTS) that has several types of neurotransmitters, includingL-glutamate and adenosine 5'-triphosphate (ATP). Neuroendocrine changes that occur during sodium depletion could change glutamatergi
c and purinergic neurotransmissions into the NTS. Thus, in this study, we investigated : 1) the effects of sodium depletion on cardiorespiratory responses before and after injections of L
-glutamate and α,β-methyleneadenosine 5′-triphosphate (α,β-methyl ATP, a selective P2X purinergic receptor agonist) into the NTS of unanesthetized and sodium depleted rats; 2) the cardiorespiratory responses of the injection of α,β-methyl ATP before and after the blockade of P2 receptor purinergic antagonist with suramin (non-selective P2 purinergic receptor antagonist) into NTS of unanesthetized and normovolemic rats and 3) to describe the autonomic components involved with the cardiovascular responses after injection of
α,β-methyl ATP into the NTS. Male Holtzman rats with a cannula implanted into the NTS and catheters inserted into the femoral artery and vein were used. Ventilation (VE) was measured by whole body plethysmograph method. In relation to objective 1, the cardiorespiratory parameters were measured in normovolemic (before sodium depletion), depleted (24 h after sodium depletion) and repleted rats (two hours after free access to 0.3 M NaCl and water). Sodium depletion was induced by the treatment with the diuretic furosemide (20 mg/kg of body weight) injected subcut aneously (s.c.) followed by 24 h of sodium -deficient diet.
Sodium depletion did not modify baseline MAP (104 ± 4 mmHg, vs. normovolemic: 105 ± 4 mmHg) or HR (334 ± 20 bpm, vs. normovolemic: 379 ± 13 bpm) but increased the VE (708 ± 107 ml/min/kg, vs. normovolemic: 478 ± 60 ml/min/kg). This effect was due to increase on
tidal volume (VT, 7 ± 0.6 ml/kg, vs. normovolemic: 5 ± 0.4 ml/kg) without effect on the respiratory frequency (fR, 99 ± 8 cpm, vs. normovolemic: 85 ± 6 cpm). In repleted rats, VE did not return to normal level (640 ± 33 ml/min/kg, vs. normovolemic: 478 ± 60 ml/min/kg). Unilateral injections of L-glutamate (1 and 5 nmol/100 nl) into the NTS produced pressor response (17 ± 3 and 36 ± 3 mmHg, respectively, vs. saline: 3 ± 1 mmHg), bradycardia (-130 ± 15 and -169 ± 10 bpm, respectively, vs. saline: -13 ± 6 bpm) and the hyperventilation (233 ± 44 and 495 ± 114 ml/min/kg, respectively, vs. saline: 32 ± 26 ml/min/kg). Sodium depletion reduced pressor responses (4 ± 3 mmHg and 13 ± 4 mmHg, respectively) and hyperventilation (-112 ± 112 and 7 ± 115 ml/min/kg, respectively) and did not change bradycardia (-116 ± 30 and -156 ± 18 bpm, respectively). Unilateral injections of α,β-methyl ATP (2 nmol/100 nl) into the NTS also produced pressor response (36 ± 5 mmHg, vs. saline: 3 ± 1 mmHg), bradycardia
(-194 ± 18 bpm, vs. saline: -13 ± 6 bpm) and did not change VE (54 ± 96 ml/min/kg, vs. saline: 32 ± 26 ml/min/kg). Sodium depletion reduced pressor response (24 ± 5 mmHg), VE ( -147 ± 184 ml/min/kg) and did not change bradycardia (-168 ± 22 bpm). In relation to objective 2, the results showed that injection of α,β-methyl ATP (2 nmol/100 nl) into NTS produced pressor response (24 ± 4 mmHg e -187 ± 39 bpm, respectively) and these responses were reduced 15 min after injection of suramin into NTS ipsilateral (13 ± 2 mmHg e -80 ± 18 bpm). Injection of
α,β-methyl ATP into NTS produced no significantly change in VE. In relation to objective 3, the results showed that injection of α,β-methyl ATP (2 nmol/100 nl) into NTS promote pressor and bradycardic response (32 ± 5 mmHg and -183 ± 21 bpm). The pre-treatment with the alpha1 -adrenoceptor antagonist prazosin (1 mg/kg bw, i.v.) attenuated the increase in MAP (+10 ± 3 mmHg) without changing the bradycardic response (-192 ± 21 bpm) evoked by injection of α,β-methyl ATP into NTS. The pre-treatment with the cholinergic muscarinic antagonist, methyl-atropine (1 mg/kg bw, i.v.) did not changed the pressor response (+31 ± 6 mmHg) and abolished the bradycardic response (+21 ± 6 bpm) induced by injection of α,β-methyl ATP into the NTS. The results suggest that neuroendocrine changes produced by sodium depletion (increased level of circulating ANG II, aldosterone and the desactivation of the volume receptors and baroreceptors) may change the glutamatergic and purinergic neurotransmissions into the NTS. Furthermore, activation of P2X receptors in the NTS activates both the sympathetic and parasympathetic nervous system to produce pressor and bradycardic responses, respectively, without changing ventilation / O sistema nervoso central (SNC) possui um papel fundamental na manutenção da composição e do volume dos líquidos corporais, para a adequada perfusão tecidual. Uma importante área do SNC que recebe aferências cardiorrespiratórias é o núcleo do trato solitário (NTS) que possui vários tipos de neurotransmissores, dentre eles o L-glutamato e adenosina-5´-trifosfato (ATP). Mudanças neuroendócrinas que ocorrem durante a depleção de sódio poderiam alterar as neurotransmissões glutamatérgica e purinérgica no NTS. Assim, neste estudo, tivemos 3 objetivos: 1) investigar os efeitos da depleção de sódio nas respostas cardiorrespiratórias antes e após a injeção de L-glutamato e α,β-metileno adenosina 5’ trifosfato (α,β-metil ATP, agonista seletivo de receptor purinérgico P2X) no NTS de ratos não anestesiados; 2) investigar as respostas cardiorrespiratórias à injeção de α,β-metil ATP no NTS antes e após o bloqueio dos receptores purinérgicos P2 com o suramin (antagonista não-seletivo de receptores P2) no NTS de ratos não anestesiados e normovolêmicos e 3) caracterizar os componentes autonômicos envolvidos nas respostas cardiovasculares após a injeção de α,β-metil ATP no NTS. Foram utilizados ratos Holtzman com cânulas implantadas no NTS e com cateter inserido na artéria e veia femoral. As medidas de ventilação (VE) foram obtidas pelo método de pletismografia de corpo inteiro. Com relação ao objetivo 1, os parâmetros cardiorrespiratórios foram medidos em ratos normovolêmicos (antes da depleção de sódio), depletados (24 h após a depleção de sódio) e ratos repletos (2 h após o livre acesso a NaCl 0,3 M e água). A depleção de sódio foi induzida pelo tratamento com o diurético furosemida (20 mg/Kg do peso corporal) injetado subcutaneamente (s.c.) acompanhado de uma dieta deficiente em sódio por 24 h. A depleção de sódio não modificou a PAM basal (104 ± 4 mmHg, vs. normovolêmicos: 105 ± 4 mmHg) nem a FC (334 ± 20 bpm, vs. normovolêmico: 379 ± 13 bpm) mas aumentou a VE (708 ± 107 ml/min/kg, vs. normovolêmico: 478 ± 60 ml/min/kg). Este efeito ocorreu devido a um aumento do volume corrente (VC, 7 ± 0,6 ml/kg, vs. normovolêmico: 5 ± 0,4 ml/kg) sem alterar a frequência respiratória (fR, 99 ± 8 cpm, vs. normovolêmicos: 85 ± 6 cpm). Em ratos repletos, a VE não retornou ao nível normal (640 ± 33 ml/min/kg vs. normovolêmico: 478 ± 60 ml/min/kg). Injeções unilaterais de Lglutamato (1 e 5 nmol/100 nl) no NTS produziu resposta pressora (17 ± 3 e 36 ± 3 mmHg, respectivamente, vs. salina: 3 ± 1 mmHg), bradicardia (-130 ± 15 e -169 ± 10 bpm, respectivamente, vs. salina: -13 ± 6 bpm) e hiperventilação (233 ± 44 e 495 ± 114 ml/min/kg, respectivamente, vs. salina: 32 ± 26 ml/min/kg). A depleção de sódio reduziu a resposta pressora (4 ± 3 mmHg e 13 ± 4 mmHg, respectivamente) e hiperventilação (-112 ± 112 e 7 ± 115 ml/min/kg, respectivamente) e não alterou a bradicardia (-116 ± 30 e -156 ± 18 bpm, respectivamente). Injeção unilateral de α,β-metil ATP (2 nmol/100 nl) no NTS também produziu resposta pressora (36 ± 5 mmHg, vs. salina: 3 ± 1 mmHg), bradicardia (- 194 ± 18 bpm, vs. salina: -13 ± 6 bpm) e não modificou a VE (54 ± 96 ml/min/kg, vs. salina: 32 ± 26 ml/min/kg). A depleção de sódio reduziu a resposta pressora (24 ± 5 mmHg), a VE (-147 ± 184 ml/min/kg) e não alterou a bradicardia (-168 ± 22 bpm). Com relação ao objetivo 2, os resultados mostraram que a injeção de α,β-metil ATP (2 nmol/100 nl) no NTS promoveu resposta pressora e bradicárdica (24 ± 4 mmHg e -187 ± 39 bpm, respectivamente) e estas respostas foram reduzidas aos 15 minutos após a injeção de suramin no NTS ipsilateral (13 ± 2 mmHg e -80 ± 18 bpm). A injeção de α,β-metil ATP no NTS não promoveu alterações significativas na VE. Com relação ao objetivo 3, os resultados mostraram que as injeções de α,β-metil ATP (2 nmol/100 nl) no NTS promoveu resposta pressora e bradicardia (+32 ± 5 mmHg e -183 ± 21 bpm). O pré-tratamento com o antagonista de receptor alfa-1 adrenérgico, prazosin (1 mg/kg de peso corporal, i.v.), atenuou o aumento da PAM (+10 ± 3 mmHg) sem alterar a bradicardia (-192 ± 21 bpm) provocada pela injeção de α,β-metil-ATP no NTS e o pré-tratamento com o antagonista colinérgico muscarínico, metil-atropina (1 mg/kg de peso corporal, i.v.) não alterou a resposta pressora (+31 ± 6 mmHg) e aboliu a bradicardia (+21 ± 6 bpm) induzida pela injeção de α,β-metil ATP no NTS. Os resultados sugerem que alterações neuroendócrinas produzidas pela depleção de sódio (aumento dos níveis de ANG II e aldosterona circulantes e a desativação de receptores de volume e dos barorreceptores) podem alterar as neurotransmissões glutamatérgica e purinérgica no NTS. Além disso, a ativação dos receptores purinérgicos P2X no NTS ativa simultaneamente o sistema nervoso simpático e parassimpático para produzir respostas pressora e bradicárdica, respectivamente, sem alterar a ventilação pulmonar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/1341 |
| Date | 02 March 2012 |
| Creators | Fávero, Michele Thaís |
| Contributors | Paula, Patrícia Maria de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciências Fisiológicas, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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