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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Carla Rocha dos Santos
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Michelini, Lisete Compagno (Presidente)
Canteras, Newton Sabino
Cardoso, Sandra Lia do Amaral
D'Avila, Kátia de Angelis Lobo
Irigoyen, Maria Claudia Costa
Título em português
Neurônios pré-autonômicos do hipotálamo e sinalização noradrenérgica ascendente: efeitos da hipetensão, treinamento aeróbio e desnervação Sinoaórtica.
Palavras-chave em português
ocitocina; vasopressina; hipotálamo; bulbo; treinamento e hipertensão;
Resumo em português
As vias suprabulbares assim como núcleos bulbares são de vital importância na modulação cardiovascular. As informações aferentes que chegam ao NTS ascendem a áreas suprabulbares por neurônios noradrenérgicos (NORérgicos) projetando-se principalmente a neurônios pré-autonômicos do núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) em sua maioria ocitocinérgicos (OTérgicos) e vasopressinérgicos (VPérgicos), os quais se projetam a áreas bulbares, fechando um pronto circuito modulatório. É nossa hipótese de trabalho que a hipertensão e/ou o treinamento possam alterar a plasticidade de vias NORérgicas ascendentes as quais, modificando a sinalização aferente, desencadeariam respostas plásticas e funcionais nos neurônios pré-autonômicos do PVN, alterando a modulação cardiovascular nestas situações. Objetivo: estudar o funcionamento da alça suprabulbar de modulação autonômica, avaliando os efeitos sequenciais da hipertensão e do treinamento sobre a sinalização NORérgica ascendente e sobre a plasticidade/atividade de neurônios OTérgicos e VPérgicos do PVN que se projetam a áreas bulbares de controle cardiovascular. Material e Métodos: Protocolo I - Ratos Wistar adultos foram submetidos a T de baixa intensidade (50-60% da capacidade máxima, 5 dias/semana, 1h/dia) ou foram mantidos sendentários (S) por 8 semanas. Após registros da hemodinâmica basal nas semanas 0 (S0=T0), 1 (T1), 2 (T2), 4 (T4) e 8 (T8 e S8) [protocolo Análise Temporal do Treinamento], após 8 semanas de T ou S [para protocolo de lesão seletiva dos neurônios NORérgicos ascendentes pela saporina], e, após 12 semanas de T ou S [para os protocolos SHAM & DAS] os ratos foram eutanasiados para perfusão e fixação do encéfalo. Cortes (30 &um;m) do PVN foram processados para imuno-histoquímica de dupla marcação para OT e dopamina beta-hidroxilase (DBH); imagens foram adquiridas pelo microscópio de fluorescência e confocal e analizadas pelo ImageJ e pelo Imaris, respectivamente. Protocolo II - SHR e WKY (4 semanas de idade no início dos protocolos) foram mantidos sedentários (S) por 8 semanas. Nas semanas experimentais 0, 1, 2, 4 e 8 avaliamos os parâmetros funcionais (valores basais PA e FC) e a imunoistoquímica para VP e DBH; em outro protocolo, realizamos cirurgia Sham ou DAS em animais SHR e Wistar de 41 dias e, após a 13ª semana realizamos estudos funcionais e a análise imunoistoquímica para DBH e VP. Resultados: S determinou no PVN diminuição idade-dependente da OTir em todos os subnúcleos magnocelular (mg), dorsal cap (dc), ventromedial (vm) e posterior (Po), sem alterações significativas de DBHir, e e sem alteração de OTir em aréas bulbares, como DMV, NTS, BVLc e BVLr. T induziu aumento a partir de T2 da síntese de DBH no NTS caudal, intermediário e BVLc, e o T induziu uma diminuição da de DBH no BVLr. No PVNvm e Po houve pronto aumento da OTir em T2 vs S0, e DBHir em T2 vs S0, e aumento de botões sinápticos NORérgicos em neurônios OTérgicos, e bradicardia de repouso entre T4 e T8, sem alterar a pressão arterial. A remoção dos barorreceptores diminuiu a densidade das projeções OTérgica no NTS intermediário, BVLr e no PVN mg, dc, vm e Po, além disso a desnervação sino-aórtica bloqueiou todos os efeitos induzidos pelo treinamento, como o aumento de DBHir no NTS caudal e intermediário, no caudal e rostral VLM e em todo PVN (mg, dc, vm e Po) e impediu o aumento de OTir em ambas as aréas do bulbo quando comparamos DAS -T vs. SHAM-T. No protocolo de saporina, a marcada redução das projeções NORérgicas induziu um significativa queda na síntese de OT em todo o PVN medial e posterior, e o T não foi capaz em aumentar a OTir. Em áreas bulbares, observamos que a DBHx induziu redução na DBHir e de neurônios NORérgicos no NTS caudal e intermediário e BVLc, porém não houve alteração no BVLr em animais S. No grupo DBHx-T houve aumento na síntese proteíca de DBH em todo o bulbo, com exceção do BVLr. Houve uma marcada redução das projeções Otérgicas em todo bulbo, mas não houve alteração da OTir em DBHx, e não foi observado bradicardia de repouso. No protocolo II, WKY e SHR, de 28 dias, possuem PA semelhantes, qual aumentou a partir de S2 apenas em SHR. Animais SHR em fase pré-hipertensiva já possuem FC aumentada, comparado com os WKY, permanecendo com valores superiores até o final do protocolo, em ambas as linhagens houve uma diminuição da FC basal idade depende. Com a técnica de imunoistoquímica de fluorescência, observamos que a VPir é maior em SHR (vs. WKY) durante as 8 semanas de avaliação apenas no PVNmg, no PVNvm e posterior o conteúdo de VP é semelhante entre as duas linhagens em S0 (4 semanas de vida), porém há um aumento significativo e progressivo a partir da S1, apenas em animais SHR. Com os experimentos DAS, observamos a eficácia da cirurgia da remoção dos barorreceptores, devido a ausência da resposta reflexa bradicardica e taquicardia em animais DAS. A DASimpediu o desenvolvimento da hipertensão em animais SHR, assim como houve um bloqueio do aumento de VP em todo PVN medial (mg, vm e dc) e PVN posterior. Conclusão: A observação de que a instalação da bradicardia de repouso (a partir de T4) ocorria após o aumento da densidade de neurônios OTérgicos do PVN que se projetam ao complexo solitário-vagal sugere que alterações induzidas pelo T no controle autonômico do coração são dependentes da maior modulação OTérgica ao complexo solitário-vagal desencadeado pela sinalização NORérgica ascendente. O bloqueio destes efeitos sugere ainda que a sinalização carreada pelos barorreceptores e quimirreceptores periféricos é um fator decisivo em desencadear os efeitos benéficos do T ao sistema cardiovascular. Podemos concluir também que o aumento da PA é acompanhado pelo aumento do conteúdo de VP em áreas que contém neurônios pré-autonômicos, e que os baro e quimiorreceptores desempenham papel chave no desenvolvimento da hipertensão.
Título em inglês
Pre autonomic neurons of the hypothalamus and noradrenergic afferent signaling: hypertension, exercise training and sinoaortic denervation effects.
Palavras-chave em inglês
oxytocin; vasopressina; hypothalamus; brainstem; exercise training and hypertension;
Resumo em inglês
Suprabulbar pathways as well as brainstem nuclei are of vital importance in cardiovascular modulation. The afferent information arriving at the NTS ascends to suprabulbar areas by noradrenergic (NORergic) neurons projecting mainly to ocitocinergics (OTergics) and vasopressinergic (VPergicos) pre-autonomic neurons of the Paraventricular Nucleus of Hypothalamus (PVN), which they project to brainstem areas, closing a modulatory circuit. It is our hypothesis that hypertension and / or training may alter the plasticity of ascending NORergic pathways which, by modifying afferent signaling, would trigger plastic and functional responses in pre-autonomic PVN neurons, altering cardiovascular modulation in these situations. Aim: To study the functioning of suprabulbar pathway in autonomic modulation, evaluating the sequential effects of hypertension and training on ascending NORergic signaling and on the plasticity / activity of OTergic and VPergic neurons projecting to cardiovascular control brainstem areas. Methods: Protocol I -Adult Wistar rats were submitted to training (T) of low intensity (50-60% of the maximum capacity, 5 days / week, 1h / day) or were kept in the sententary (S) for 8 weeks. After recording baseline hemodynamics at weeks 0 (S0 and T0), 1 (T1), 2 (T2), 4 (T4) and 8 (T8 and S8) [Time course protocol]; after 8 weeks of T or S [ for protocol of selective lesion of ascending NORergic neurons by saporin]; and after 12 weeks of T or S [for the SHAM & Sino aortic denervation (SAD) protocols] the rats were euthanized for perfusion and fixation of the brain. Slices (30 m) of the PVN were processed for immunohistochemistry double-labelling for OT and dopamine beta-hydroxylase (DBH); images were acquired by fluorescence and confocal microscopy and analyzed by ImageJ and Imaris, respectively. Protocol II - SHR and WKY (4 weeks old at the beginning of protocols) were kept sedentary (S) for 8 weeks. In the experimental weeks 0, 1, 2, 4, 8 we evaluated the functional [parameters baseline arterial pressure (AP) and heart rate (HR)] and immunohistochemistry for VP and DBH; in another protocol, we performed Sham or SAD surgery in SHR and Wistar animals of 41 days. After the 13th week we performed functional studies and immunohistochemical analysis for DBH and VP. Results: Within PVN, there was age-dependent reduction in S group of OT immunoreactivity (ir) all magnocellular (mg), dorsal cap (dc), ventromedial (vm) and posterior (Po) subnuclei, without significant changes in DBHir, and a decrease of OTir in brainstem areas such as DMV, caudal and intermediate NTS, CVLM and RVLM. T induced increase from T2 in the synthesis of DBH in the NTS caudal, intermediate and CVLM, and T induced a decrease in DBH in RVLM. In PVNvm and Po, there was a rapid increase of OTir in T2 vs S0, and DBHir in T2 vs S0, an increase of NORergic synaptic boutons in OTergic neurons and resting bradycardia between T4 and T8, without altering blood pressure. Removal of the baroreceptors decreased the density of the OTergic projections in the NTS intermediate, RVLM and in the PVN mg, dc, vm and Po. Furthermore sino-aortic denervation blocked all training-induced effects, such as increased DBHir in the caudal and intermediate NTS, within caudal and rostral VLM and in the whole PVN (mg, dc, vm and Po) and prevented the increase of OTir in both areas of the brainstem when we compared SAD-T vs. SHAM-T. In the saporin protocol, the marked reduction of the NORergic projections induced a significant decrease in OT synthesis throughout the medial and posterior PVN, and the T was not able to increase the OTir. In the S group on the brainstem areas, we observed that DBHx induced reduction in DBHir and NORergic neurons in the caudal and intermediate NTS and CVLM, but there was no change in RVLM. In the DBHx-T group there was an increase in protein synthesis of DBH in the whole brainstem, with the exception of RVLM. There was a marked reduction of the OTergics projections in every brainstem, but there was no change of OTir in DBHx, and there was no resting bradycardia. In protocol II, WKY and SHR, of 28 days, have similar PA, which increased from S2 only in SHR. SHR animals in the prehypertensive phase already have HR increased, compared with WKY, remaining with higher values until the end of the protocol, in both strain there was a decrease in HR baseline age dependent. With the fluorescence immunohistochemistry technique, we observed that VPir is higher in SHR (vs. WKY) during the 8-week evaluation only in PVNmg, in PVNvm and posterior the VP content is similar between the two strains in S0 (4 weeks of life), but there is a significant and progressive increase from S1, only in SHR animals. With the SAD experiments, we observed the efficacy of baroreceptor removal surgery, due to the absence of bradycardic and tachycardia reflex response in SAD animals. SAD prevented the development of hypertension in SHR animals, as well as a blockade of the increase of VP in all medial PVN (mg, vm and dc) and posterior PVN. Conclusion: The observation that the installation of resting bradycardia (from T4) occurred after increasing the density of PVN OTergic neurons projecting to the solitary-vagal complex suggests that T-induced changes in the autonomic control of the heart are dependent of the greater modulation OTergic to the solitary-vagal complex triggered by ascending NORergic signaling. The blockade of these effects also suggests that the signaling carried by the baroreceptors and peripheral chemoreceptors is a decisive factor in triggering the beneficial effects of T on the cardiovascular system. We can also conclude that increased BP is accompanied by increased VP content in areas containing pre-autonomic neurons, and that baro and chemoreceptors play a key role in the development of hypertension.
 
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Data de Liberação
2021-03-21
Data de Publicação
2019-05-08
 
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