Efeitos da hipóxia crônica intermitente sobre a neurotransmissão glutamatérgica no NTS e as propriedades intrínsecas dos neurônios retículo-espinhais respiratórios e pré-simpáticos da região ventral do bulbo de ratos
| Ano de defesa: | 2012 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-18112024-125208/ |
Resumo: | No presente estudo investigamos os efeitos da hipóxia crônica intermitente (HCI) sobre a neurotransmissão glutamatérgica em neurônios do núcleo do trato solitário (NTS) e sobre as propriedades intrínsecas dos neurônios retículo-espinhais pré-simpáticos e respiratórios do bulbo ventro-lateral. Para isso, utilizamos ratos Wistar jovens (P19-P21) submetidos à HCI (6% de O2 por 30 a 40 seg, a cada 9 minutos, 8 horas por dia) por 10 dias, enquanto ratos controle foram mantidos em condições de normóxia (20,8% de O2) durante o mesmo período. Utilizamos a técnica de whole cell patch-clamp para estudo da neurotransmissão e propriedades eletrofisiológicas desses neurônios. Observamos que a HCI reduziu a amplitude das eEPSCs seletivamente nos neurônios considerados de segunda ordem de acordo com o desvio padrão das latências (DPL) das correntes sinápticas evocadas por estimulação do TS. A investigação dos mecanismos envolvidos nessa redução revelou que a HCI não afeta a probabilidade de liberação vesicular (PR) das sinapses do TS sobre esses neurônios, uma vez que depressão a curto prazo dessas correntes não se mostrou alterada. Adicionalmente, observamos que a HCI não altera os receptores não-NMDA pós-sinápticos pelo fato de não termos verificado diferenças na amplitude das eEPSCs uniquânticas (tamanho dos quanta, q) obtidas pela substituição do cálcio extracelular por estrôncio (eEPSCS assíncronas - aeEPSCs), ou por meio da estimulação mínima do TS. Concluímos que a HCI reduz a corrente pós-sináptica gutamatérgica do TS reduzindo o conteúdo quântico (m, que é o produto da PR pelo número de sinapses funcionais, n) diminuindo o parâmetro n. Além disso verificamos que a HCI reduz igualmente a amplitude das eEPSCs via receptores NMDA, o que sugere que a redução do n não ocorre por internalização seletiva dos receptores não-NMDA pós-sinápticos, mas provavelmente por um mecanismo de silenciamento sináptico. Observamos também que os efeitos da HCI são revertidos após três semanas do término da HCI, também por meio da participação de mecanismos compensatórios distintos aos que produziram a depressão inicial. Finalmente, observamos que a HCI não afeta a excitabilidade intrínsica dos neurônios retículo-espinhais respiratórios e pré-simpáticos do bulbo ventral que são fundamentais para geração do ritmo respiratório e atividade eferente simpática, respectivamente, sugerindo que os efeitos da HCI não são devidos a alterações na excitabilidade intrínsica desses neurônios. Concluímos que a HCI deprime a neurotransmissão entre o TS e neurônios de segunda ordem do NTS por silenciamento sináptico, efeito esse que é revertido após 3 semanas de normóxia pela contribuição de mecanismos compensatórios. Além disso, a HCI parece não determinar maiores alterações nas propriedades intrínsecas de membrana dos neurônios retículo-espinhais da região rostro-ventrolateral do bulbo. |
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Efeitos da hipóxia crônica intermitente sobre a neurotransmissão glutamatérgica no NTS e as propriedades intrínsecas dos neurônios retículo-espinhais respiratórios e pré-simpáticos da região ventral do bulbo de ratosChronic intermittent hypoxia effects on NTS glutamatergic neurotransmission and intrinsic properties of reticulospinal respiratoy and presympathetic neurons of ventral medulla of ratsBulboChronic intermittent hypoxiaEstimulação mínimaHipóxia crônica intermitenteMedullaMinimal stimulationNeuronal intrinsic membrane propertiesNeurotransmissãoNeurotransmissionNúcleo do trato solitárioNucleus of the solitary tractPropriedades intrínsecas de membrana de neurôniosNo presente estudo investigamos os efeitos da hipóxia crônica intermitente (HCI) sobre a neurotransmissão glutamatérgica em neurônios do núcleo do trato solitário (NTS) e sobre as propriedades intrínsecas dos neurônios retículo-espinhais pré-simpáticos e respiratórios do bulbo ventro-lateral. Para isso, utilizamos ratos Wistar jovens (P19-P21) submetidos à HCI (6% de O2 por 30 a 40 seg, a cada 9 minutos, 8 horas por dia) por 10 dias, enquanto ratos controle foram mantidos em condições de normóxia (20,8% de O2) durante o mesmo período. Utilizamos a técnica de whole cell patch-clamp para estudo da neurotransmissão e propriedades eletrofisiológicas desses neurônios. Observamos que a HCI reduziu a amplitude das eEPSCs seletivamente nos neurônios considerados de segunda ordem de acordo com o desvio padrão das latências (DPL) das correntes sinápticas evocadas por estimulação do TS. A investigação dos mecanismos envolvidos nessa redução revelou que a HCI não afeta a probabilidade de liberação vesicular (PR) das sinapses do TS sobre esses neurônios, uma vez que depressão a curto prazo dessas correntes não se mostrou alterada. Adicionalmente, observamos que a HCI não altera os receptores não-NMDA pós-sinápticos pelo fato de não termos verificado diferenças na amplitude das eEPSCs uniquânticas (tamanho dos quanta, q) obtidas pela substituição do cálcio extracelular por estrôncio (eEPSCS assíncronas - aeEPSCs), ou por meio da estimulação mínima do TS. Concluímos que a HCI reduz a corrente pós-sináptica gutamatérgica do TS reduzindo o conteúdo quântico (m, que é o produto da PR pelo número de sinapses funcionais, n) diminuindo o parâmetro n. Além disso verificamos que a HCI reduz igualmente a amplitude das eEPSCs via receptores NMDA, o que sugere que a redução do n não ocorre por internalização seletiva dos receptores não-NMDA pós-sinápticos, mas provavelmente por um mecanismo de silenciamento sináptico. Observamos também que os efeitos da HCI são revertidos após três semanas do término da HCI, também por meio da participação de mecanismos compensatórios distintos aos que produziram a depressão inicial. Finalmente, observamos que a HCI não afeta a excitabilidade intrínsica dos neurônios retículo-espinhais respiratórios e pré-simpáticos do bulbo ventral que são fundamentais para geração do ritmo respiratório e atividade eferente simpática, respectivamente, sugerindo que os efeitos da HCI não são devidos a alterações na excitabilidade intrínsica desses neurônios. Concluímos que a HCI deprime a neurotransmissão entre o TS e neurônios de segunda ordem do NTS por silenciamento sináptico, efeito esse que é revertido após 3 semanas de normóxia pela contribuição de mecanismos compensatórios. Além disso, a HCI parece não determinar maiores alterações nas propriedades intrínsecas de membrana dos neurônios retículo-espinhais da região rostro-ventrolateral do bulbo.ln this study we assessed the effects of chronic intermittent hypoxia (CIH) on the glutamatergic neurotransmission in the nucleus of the solitary tract (NTS) and on the intrinsic properties of respiratory and pre-sympathetic reticulospinal neurons of ventrolateral medulla. For this purpose, we submitted juvenile male Wistar rats (P19-P21) to 10 days of CIH (6% O2 for 30-40 s, every 9 minutes, 8 hours/day) or to 10 days of normoxia (20.8% O2) for the same period to be used as controls. We used the whole cell patch-clamp technique to study the neurotransmission and the electrophysiological properties of neurons. We observed that CIH reduced the amplitude of TS-eEPSCs selectively on NTS second order neurons, classified in accordance to their standard deviation (SD) of their EPSC latencies. The study of the underlying mechanisms of this reduction in eEPSCs revealed that CIH does not change vesicular release probability (PR) of TS synapses on these neurons, since short-term depression of their TS-EPSCs was not changed. Additionally, we documented that CIH produced no changes in postsynaptic non-NMDA receptors because we observed no differences in the amplitude of quantal eEPSCs (quantal size, q) obtained by means of replacement of extracellular calcium by strontium (producing asynchronous eEPSCs, aeEPSCs), or by means of minimal stimulation of TS. We concluded that CIH reduces the TS-eEPSC by reducing the quantal content (m, which is defined as the product of PR and functional release sites/synapses, n) by reducing the parameter n. We also investigated the effects of CIH on NMDA eEPSCs and we verified that these currents were similarly depressed after CIH. This last finding suggests that the reduction in n did not occur by selective internalization of post-synaptic non-NMDA receptors, but likely by complete silencing of specific TS synapses onto second-order neurons. We observed that the CIH-induced depression was reverted 3 weeks after the end of CIH also by contribution of compensatory mechanisms distinct from the one that produced the original depression. We also evaluated the effects of CIH on intrinsic electrophysiological properties of respiratory and pre-sympathetic reticulo-spinal neurons of ventrolateral medulla responsible for respiratory rhythm generation and sympathetic efferent activity, respectively. CIH produced no changes in passive membrane properties or intrinsic action potential firing rate of these neurons suggesting that CIH is not producing its physiological effects by affecting the intrinsic firing of these neurons. We conclude that CIH produces neurotransmission depression in the NTS by silencing of specific TS synapses onto second-order NTS neurons, an effect that is compensated after 3 weeks by increases in PR. Furthermore, CIH seems to produce no changes in intrinsic properties of reticulospinal neurons of ventrolateral medulla.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLeão, Ricardo Mauricio XavierMachado, Benedito HonórioAlmado, Carlos Eduardo Lopes2012-05-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-18112024-125208/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-18T15:11:02Zoai:teses.usp.br:tde-18112024-125208Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-18T15:11:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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No presente estudo investigamos os efeitos da hipóxia crônica intermitente (HCI) sobre a neurotransmissão glutamatérgica em neurônios do núcleo do trato solitário (NTS) e sobre as propriedades intrínsecas dos neurônios retículo-espinhais pré-simpáticos e respiratórios do bulbo ventro-lateral. Para isso, utilizamos ratos Wistar jovens (P19-P21) submetidos à HCI (6% de O2 por 30 a 40 seg, a cada 9 minutos, 8 horas por dia) por 10 dias, enquanto ratos controle foram mantidos em condições de normóxia (20,8% de O2) durante o mesmo período. Utilizamos a técnica de whole cell patch-clamp para estudo da neurotransmissão e propriedades eletrofisiológicas desses neurônios. Observamos que a HCI reduziu a amplitude das eEPSCs seletivamente nos neurônios considerados de segunda ordem de acordo com o desvio padrão das latências (DPL) das correntes sinápticas evocadas por estimulação do TS. A investigação dos mecanismos envolvidos nessa redução revelou que a HCI não afeta a probabilidade de liberação vesicular (PR) das sinapses do TS sobre esses neurônios, uma vez que depressão a curto prazo dessas correntes não se mostrou alterada. Adicionalmente, observamos que a HCI não altera os receptores não-NMDA pós-sinápticos pelo fato de não termos verificado diferenças na amplitude das eEPSCs uniquânticas (tamanho dos quanta, q) obtidas pela substituição do cálcio extracelular por estrôncio (eEPSCS assíncronas - aeEPSCs), ou por meio da estimulação mínima do TS. Concluímos que a HCI reduz a corrente pós-sináptica gutamatérgica do TS reduzindo o conteúdo quântico (m, que é o produto da PR pelo número de sinapses funcionais, n) diminuindo o parâmetro n. Além disso verificamos que a HCI reduz igualmente a amplitude das eEPSCs via receptores NMDA, o que sugere que a redução do n não ocorre por internalização seletiva dos receptores não-NMDA pós-sinápticos, mas provavelmente por um mecanismo de silenciamento sináptico. Observamos também que os efeitos da HCI são revertidos após três semanas do término da HCI, também por meio da participação de mecanismos compensatórios distintos aos que produziram a depressão inicial. Finalmente, observamos que a HCI não afeta a excitabilidade intrínsica dos neurônios retículo-espinhais respiratórios e pré-simpáticos do bulbo ventral que são fundamentais para geração do ritmo respiratório e atividade eferente simpática, respectivamente, sugerindo que os efeitos da HCI não são devidos a alterações na excitabilidade intrínsica desses neurônios. Concluímos que a HCI deprime a neurotransmissão entre o TS e neurônios de segunda ordem do NTS por silenciamento sináptico, efeito esse que é revertido após 3 semanas de normóxia pela contribuição de mecanismos compensatórios. Além disso, a HCI parece não determinar maiores alterações nas propriedades intrínsecas de membrana dos neurônios retículo-espinhais da região rostro-ventrolateral do bulbo. |
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