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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2022.tde-12072022-152205
Document
Auteur
Nom complet
Alana Tercino Frias
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2022
Directeur
Jury
Zangrossi Junior, Helio (Président)
Bertoglio, Leandro José
Cairasco, Norberto Garcia
Campos, Alline Cristina de
Titre en portugais
Envolvimento do núcleo dorsal da rafe na mediação de comportamentos defensivos relacionados ao pânico evocados por desafios respiratórios
Mots-clés en portugais
ASIC1a
Desafios respiratórios
Núcleo dorsal da rafe
Substância cinzenta periaquedutal
Transtorno do pânico
Resumé en portugais
O transtorno do pânico (TP) é um transtorno de ansiedade crônico, muitas vezes incapacitante, cuja fisiopatologia não está totalmente elucidada. Tem sido sugerido que a ativação de neurônios serotonérgicos das asas laterais do núcleo dorsal da rafe (alNDR) inibe respostas comportamentais associadas ao pânico, como a fuga, em teste como o labirinto em T elevado, através da liberação de serotonina na substância cinzenta periaquedutal dorsal (SCPD). No núcleo dorsal da rafe (NDR) também estão presentes neurônios sensíveis a alterações de pH e de pressão parcial de gás carbônico (CO2) que, por sua vez, são estímulos desencadeadores de ataques de pânico em humanos. Resultados prévios do nosso grupo de pesquisa mostram que camundongos expressam a resposta de fuga quando submetidos a alta concentração de CO2 (20%). No entanto, ainda permanece o questionamento se a resposta de fuga desencadeada pelo desafio respiratório também envolve a participação do NDR e da SCPD. Diante destas observações, neste trabalho estendemos as análises dos comportamentos defensivos associados ao pânico expressos por camundongos submetidos ao desafio respiratório com CO2 e investigamos as bases neurais recrutadas, com foco no NDR e na SCP. Para isso, no experimento 1 comparamos a expressão do comportamento de fuga frente a exposição ao CO2 em três linhagens de camundongos, C57BL/6, BalbC e Swiss. Os resultados demonstram que as 3 linhagens expressam o comportamento de fuga, sendo a resposta mais acentuada nos animais C57Bl/6. Então, testamos a hipótese de que a linhagem que expressa um maior índice de fuga, no caso, o C57BL/6, tem uma maior ativação das alNDR e da SCPD. Para tal, submetemos os camundongos Swiss e C57BL/6 a duas condições experimentais: câmara de altura padrão, onde é possível a realização do comportamento de fuga; e câmara de altura reduzida, onde não é possível a expressão deste comportamento. Além disso, avaliamos o perfil de ativação do NDR e da SCP através da marcação da proteína cFOS pela técnica de imunofluorescência. Os resultados encontrados demonstram que a exposição ao CO2 é capaz de recrutar as sub-regiões dorsal e as alNDR, mas que apenas a expressão do comportamento de fuga recruta a SCPD. Ainda nesse sentido, também submetemos os camundongos C57BL/6 ao desafio respiratório de exposição a baixa concentração de oxigênio, que não promove a expressão do comportamento de fuga, e comparamos o padrão de ativação do NDR e da SCP com os expostos a 20% de CO2. Curiosamente, os resultados demonstram que ambos os desafios recrutam as alNDR e a SCPD. Por fim, a fim de aprofundar o mecanismo acerca da exposição ao CO2, investigamos o papel dos canais iônicos sensíveis a ácidos do tipo 1A (ASIC1a), presentes nas alNDR, no desencadeamento da resposta de fuga de camundongos frente a exposição ao CO2. Os resultados demonstram que a administração intra-alNDR de psalmotoxina-1, um bloqueador de ASIC1a, inibe a resposta de fuga. Além disso, a administração intra-SCPD do antagonista de receptores 5-HT1A, WAY100635, inibe o efeito antifuga da psalmotoxina-1. No conjunto, nossos resultados sugerem a participação das alNDR e da SCPD nas alterações defensivas decorrentes da exposição de camundongos ao CO2 e que os ASIC1a presentes nas alNDR são capazes de regular esse comportamento através da ativação dos receptores 5HT1A na SCPD.
Titre en anglais
Involvement of the dorsal raphe nucleus in the mediation of panic-related defensive behaviors evoked by respiratory challenges
Mots-clés en anglais
ASIC1a
Dorsal raphe nucleus
Panic disorder
Periaqueductal gray matter
Respiratory challenges
Resumé en anglais
Panic disorder (PD) is a chronic, often disabling anxiety disorder whose pathophysiology is not fully elucidated. It has been suggested that activation of serotonergic neurons of the lateral wings of the dorsal raphe nucleus (lwDRN) inhibits panic-associated behavioral responses, such as escape, in a test such as the elevated T maze, through the release of serotonin in the dorsal periaqueductal gray matter (dPAG). Also present in the dorsal raphe nucleus (DRN) are neurons sensitive to changes in pH and partial pressure of carbon dioxide (CO2), which in turn are triggers of panic attacks in humans. Previous results from our research group show that mice express the escape response when subjected to high concentrations of CO2 (20%). However, the question still remains whether the escape response elicited by respiratory challenge also involves the participation of the DRN and dPAG. Given these observations, in this work we extended the analyses of panic-associated defensive behaviors expressed by mice subjected to CO2 respiratory challenge and investigated the recruited neural bases, with a focus on the DRN and PAG. To this end, in experiment 1 we compared the expression of escape behavior upon CO2 exposure in three strains of mice, C57BL/6, BalbC and Swiss. The results show that all three strains express escape behavior, with the response being more pronounced in the C57BL/6 animals. Then, we tested the hypothesis that the strain expressing a higher escape rate, in this case, C57BL/6, has a higher activation of lwDRN and dPAG. To this end, we subjected Swiss and C57BL/6 mice to two experimental conditions: standard height chamber, where it is possible to perform the escape behavior; and reduced height chamber, where the expression of this behavior is not possible. In addition, we evaluated the activation profile of the DRN and the PAG through the labeling of the cFOS protein by the immunofluorescence technique. The results found demonstrate that exposure to CO2 is able to recruit the dorsal subregions of DRN and the lwDRN, but that only the expression of the escape behavior recruits the dPAG. Along these lines, we also subjected C57BL/6 mice to the respiratory challenge of exposure to low oxygen concentration, which does not promote the expression of escape behavior, and compared the activation pattern of the DRN and dPAG with those exposed to 20% CO2. Interestingly, the results demonstrate that both challenges recruit the lwDRN and dPAG. Finally, in order to further explore the mechanism about CO2 exposure, we investigated the role of acid sensing ion channels type 1A (ASIC1a), present in the lwDRN, in triggering the escape response of mice facing CO2 exposure. The results demonstrate that intra-lwDRN administration of psalmotoxin-1, a blocker of ASIC1a, inhibits the escape response. Furthermore, intra-dPAG administration of the 5-HT1A receptor antagonist, WAY100635, inhibits the anti-escape effect of psalmotoxin-1. Taken together, our results suggest the participation of the lwDRN and dPAG in the defensive changes arising from exposure of mice to CO2 and that ASIC1a present in the lwDRN are able to regulate this behavior through activation of 5HT1A receptors in dPAG.
 
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Date de Publication
2022-08-04
 
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