A inervação eferente parassimpática para o sistema respiratório tem como função controlar a contração da musculatura lisa (broncoconstrição) e secreção mucosa das vias aéreas respiratórias. Sabe-se que os corpos celulares dos motoneurônios pré-ganglionares parassimpáticos que se projetam para as vias aéreas respiratórias de ratos se encontram no bulbo, especificamente no Núcleo Ambíguo (NA) e no Núcleo Motor Dorsal do Vago (DMV). Entretanto, a caracterização eletrofisiológica e funcional dos motoneurônios respiratórios do DMV que se projetam para as vias aéreas respiratórias não está totalmente clara. Canais de vazamento para K+, inibidos pela acidose, da subfamília "TWIK-related acid-sensitive K+ channel" (TASK-1 e TASK-3) são expressos no DMV de ratos e condições de hipercapnia/acidose aumentam as respostas parassimpáticas para as vias aéreas respiratórias, produzindo assim broncoconstrição e a secreção mucosa. Diante disto, na presente dissertação de Mestrado levantamos a seguinte hipótese: os canais de vazamento para K+ (TASK-1 e TASK-3) determinam o potencial de membrana em repouso e a sensibilidade à acidose dos motoneurônios parassimpáticos do DMV que se projetam para as vias aéreas respiratórias de ratos. Para testarmos esta hipótese, utilizamos a técnica de whole cell patch clamp em fatias do tronco encefálico de ratos e a marcação retrógrada e avaliamos: I) as características eletrofisiológicas dos motoneurônios respiratórios parassimpáticos do DMV, com ênfase no controle do potencial de membrana em repouso e da condutância de vazamento; II) os efeitos da hipercapnia/acidose na condutância de vazamento e no potencial de membrana em repouso dos motoneurônios respiratórios parassimpáticos do DMV de ratos; III) a participação dos canais TASK-1 e TASK-3 na sensibilidade à acidose do potencial de membrana em repouso dos motoneurônios respiratórios parassimpáticos do DMV de ratos, e; IV) a identidade molecular dos canais de vazamento para K+ dos motoneurônios respiratórios do DMV de ratos. A condutância de vazamento dos motoneurônios respiratórios do DMV de ratos é mediada principalmente pelo K+ , e a mesma foi reduzida significativamente frente à acidificação do meio extracelular. A acidificação do meio extracelular levou a despolarização do potencial de membrana em repouso dos motoneurônios respiratórios do DMV. Além disto, observamos, por meio da farmacologia, a não contribuição dos canais TASK-1 e TASK-3 na gênese do potencial de membrana em repouso e na sensibilidade à acidose destes motoneurônios. Estes dados foram confirmados, por meio da técnica RT-qPCR de um único motoneurônio, pela ausência da expressão do mRNA destes canais nos motoneurônios respiratórios do DMV. Por fim, verificamos que a hipercapnia/acidose foi capaz de produzir alterações semelhantes àquelas observadas quando da acidose sem alteração do CO2 na condutância de vazamento e no potencial de membrana em repouso dos motoneurônios respiratórios do DMV de ratos. Portanto, os dados demonstram que a corrente de vazamento dos motoneurônios respiratórios do DMV é mediada por canais para K+, e que estes canais determinam a sensibilidade à hipercapnia/acidose dos motoneurônios respiratórios.

The parasympathetic efferent innervation to the respiratory system has the function of controlling smooth muscle contraction (bronchoconstriction) and mucous secretion in the respiratory airways. It is known that the cell bodies of the parasympathetic pre-ganglion motoneurons that project to the respiratory airways of rats are found in the medulla, specifically in the Nucleus Ambiguous (NA) and in the Dorsal Motor Nucleus of the Vagus (DMV). However, the electrophysiological and functional characterization of DMV respiratory motorneurons that project to the respiratory airways is not entirely clear. K+ leak channels, inhibited by acidosis, of the subfamily TWIK - related acid-sensitive K+ channel (TASK-1 and TASK-3) are expressed in the DMV of rats and conditions of hypercapnia/acidosis increases the parasympathetic responses to the respiratory airways, producing bronchoconstriction and mucous secretion. In the present Master's thesis, we hypothesized that the K+ leak channels (TASK-1 and TASK-3) determine the resting membrane potential and the sensitivity to acidosis of the DMV parasympathetic motoneurons that project to the respiratory airways of rats. To test this hypothesis, we used the whole cell patch clamp technique on brainstem slices of rats and retrograde labeling to evaluate: I) the electrophysiological properties of the DMV parasympathetic respiratory motoneurons, with emphasis on the resting membrane potential and leak conductance; II) the effects of hypercapnia/acidosis on the leak conductance and the resting membrane potential of DMV parasympathetic respiratory motorneurons of rats; III) the involvement of TASK-1 and TASK-3 channels in the sensitivity to acidosis of the resting membrane potential of the DMV parasympathetic respiratory motorneurons of rats, and; IV) the molecular identity of the K+ leak channels of the DMV respiratory motoneurons of rats. The leak conductance of the DMV respiratory motorneurons of rats is mediated mainly by K+, and it was significantly reduced in response to extracellular acidification. Extracellular acidification also produced depolarization of the resting membrane potential of DMV respiratory motorneurons. In addition, we observed using pharmacology the absence of the contribution of the TASK-1 and TASK-3 channels in the genesis of the resting membrane potential and in the sensitivity to acidosis of these motorneurons. These data were confirmed, using RT-qPCR technique of a single motorneuron, by the absence of the expression of the mRNA of these channels in the DMV respiratory motorneurons. Finally, we found that hypercapnia/acidosis was able to produce changes in the leak conductance and in the resting membrane potential of DMV respiratory motorneurons similar to those observed when acidosis used without changing CO2. Therefore, the data demonstrate that the DMV respiratory motorneurons leak current is mediated by K+ channels, and that these channels determine the sensitivity to hypercapnia/acidosis of these respiratory motorneurons in rats.