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A hipertensão neurogênica é caracterizada por uma elevação crônica da pressão arterial (PA) associada e impulsionada pela exacerbação da atividade nervosa simpática (ANS). Neste sentido, a neuroinflamação, marcada pela presença de citocinas pró-inflamatórias (CPI) no sistema nervoso central (SNC), pode estar relacionada ao aumento do tônus simpático e desenvolvimento da hipertensão arterial (HA). Ademais, a presença do fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) nos neurônios pré-motores simpáticos que compõem a região rostroventrolateral do bulbo (RVLM) e o núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) está associada ao fenótipo hipertensivo. Entretanto, as vias e mecanismos pelos quais o TNF-α atua no SNC permanecem sendo investigadas. Assim, o presente estudo investigou os efeitos cardiovasculares e autonômicos promovidos pela administração de TNF-α no PVN e a participação da neurotransmissão glutamatérgica e dos receptores N-metil-D-aspartato (NMDA) e α-amino-3-hidroxi-5-metilisoxazol-4-ácido propiônico (AMPA) na região RVLM nestas respostas. Para alcançar estes objetivos, ratos Wistar e espontaneamente hipertensos (SHR) (270 - 300g) foram anestesiados com uretano (400 mg/mL, intravenoso - i.v.) associado com α-cloralose (40 mg/mL, i.v.) e instrumentalizados para registro de pressão arterial média (PAM), frequência cardíaca (FC) e atividade nervosa simpática esplâncnica (ANSE). Os animais foram organizados em cinco grupos e submetidos a nanoinjeções unilaterais (50 nL) na região RVLM conforme a seguir: I. Wistar submetidos a nanoinjeção de veículo (Solução de Ringer, grupo controle normotenso, n=5); II. SHR submetidos a nanoinjeções de veículo (Solução de Ringer, grupo controle hipertenso, n=7); III. SHR submetidos a nanoinjeções de ácido quinurênico (KYN, 50 mM, antagonista do receptor de glutamato, grupo GLU hipertenso, n=6); IV. SHR submetidos a nanoinjeções de ácido 2-amino-5-fosfonovalerico (AP5, 24 nmol/50 nL, antagonista do receptor NMDA, grupo NMDA hipertenso, n=7) e V. SHR submetidos a nanoinjeções de 2,3-di-hidroxi-6-nitro-7-sulfamoil-benzo [f] quinoxalina (NBQX, 5,2 nmol/50 nL, antagonista do receptor AMPA, grupo AMPA hipertenso, n=6). Em seguida, todos os grupos foram submetidos a nanoinjeções ipsilaterais de TNF-α (0,6 pmol/50 nL, 50 nL) no PVN. As nanoinjeções de veículo, KYN, AP5 ou NBQX na região RVLM não promoveram alterações nos valores basais da PAM, FC e ANSE. No grupo controle normotenso, as nanoinjeções de TNF-α no PVN induziram aumento da ANSE após 50 min das nanoinjeções de TNF-α, sem modificar a PAM e a FC. Em contrapartida, no grupo controle hipertenso, as nanoinjeções de TNF-α no PVN promoveram simpatoexcitação esplâncnica progressiva iniciada após 20 min das nanoinjeções de TNF-α. Após 50 min das nanoinjeções de TNF-α foi observada resposta pressora, sem alterar a FC, no grupo controle hipertenso. A inibição prévia da neurotransmissão glutamatérgica na região RVLM não alterou a resposta pressora induzida pelo TNF-α em animais hipertensos e não modificou a FC. Entretanto, aboliu a simpatoexcitação esplâncnica observada após o TNF-α. Adicionalmente, a inibição prévia dos receptores NMDA ou AMPA na região RVLM não alterou o aumento tardio da PAM e a FC induzidos pelo TNF-α em animais hipertensos. Todavia, atenuou a simpatoexcitação esplâncnica gerada após as nanoinjeções de TNF-α. Esses resultados sugerem que as alterações cardiovasculares e autonômicas promovidas pelo TNF-α no PVN são exacerbadas em animais hipertensos e que a integridade da neurotransmissão glutamatérgica e dos receptores NMDA e AMPA na região RVLM são essenciais para a resposta simpatoexcitatória induzida pelo TNF-α no PVN em SHR. Neurogenic hypertension is characterized by a chronic elevation of blood pressure (BP) associated with exacerbation of sympathetic nerve activity (SNA). In this sense, the neuroinflammation, marked by the presence of pro-inflammatory cytokines (PIC) in the central nervous system (CNS), can be related to increased sympathetic drive and arterial hypertension (AH) development. Furthermore, the presence of tumor necrosis factor alpha (TNF-α) in sympathetic premotor neurons that compose the rostral ventrolateral medulla (RVLM) and hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) is associated with hypertensive phenotype. However, the pathways and mechanisms by which TNF-α act in the CNS remain under investigation. Thus, the present study investigated the cardiovascular and autonomic effects promoted by TNF-α administration in the PVN and the participation of glutamatergic neurotransmission and N-methyl-D-aspartate (NMDA) and α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) receptors in the RVLM in these responses. For this, Wistar and spontaneously hypertensive rats (SHR) (270 - 300g) were anesthetized with urethane (400 mg/mL, intravenous - i.v.) associated with α-chloralose (40 mg/mL, i.v.) and instrumented to mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR) and splanchnic sympathetic nervous activity (SSNA) recordings. The animals were organized into five groups and subjected to unilateral nanoinjections (50 nL) in the RVLM as follows: I. Wistar subjected to vehicle nanoinjections (Ringer's solution, normotensive SHAM group, n=5); II. SHR subjected to vehicle nanoinjections (Ringer's solution, hypertensive SHAM group, n=7); III. SHR subjected to kynurenic acid nanoinjections (KYN, 50 mM, glutamate receptor antagonist, hypertensive GLU group, n=6); IV. SHR subjected to 2-amino-5-phosphonovaleric acid nanoinjections (AP5, 24 nmol/50 nL, NMDA receptor antagonist, hypertensive NMDA group, n=7) and V. SHR subjected to 2,3-dihydroxy-6-nitro-7-sulfamoyl-benzo[f] quinoxaline nanoinjections (NBQX, 5.2 nmol/50 nL, AMPA receptor antagonist, hypertensive AMPA group, n=6). Then, all groups were subjected to ipsilateral TNF-α nanoinjections (0.6 pmol/50 nL, 50 nL) in the PVN. Nanoinjections of vehicle, KYN, AP5 or NBQX in RVLM did not change baseline values of MAP, HR and SSNA. In the normotensive SHAM group, TNF-α nanoinjections into the PVN induced an ANSE increase after 50 min of TNF-α nanoinjections, without modifying the MAP and HR. In contrast, in the hypertensive SHAM group, TNF-α nanoinjections in the PVN promoted a progressive splanchnic sympathoexcitation initiated 20 min after the TNF-α nanoinjections. After 50 min of TNF-α nanoinjections, a pressor response was observed, without changing HR, in the hypertensive SHAM group. Previous inhibition of RVLM glutamatergic neurotransmission did not alter the pressor response induced by TNF-α in hypertensive animals and did not change the HR. However, abolished the splanchnic sympathoexcitation observed after TNF-α. Additionally, NMDA or AMPA receptors previous inhibition in RVLM was not able to change the TNF-α-induced late increase in MAP and the HR in hypertensive animals. However, attenuated the splanchnic sympatoexcitation generated after the TNF-α nanoinjections. These results suggest that cardiovascular and autonomic changes promoted by TNF-α in the PVN are exacerbated in hypertensive animals and that the integrity of glutamatergic neurotransmission and NMDA and AMPA receptors in the RVLM are essential for the sympathoexcitatory response induced by TNF-α in the PVN in SHR. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Estruturas prosencefálicas estão envolvidas no monitoramento de alterações na osmolalidade plasmática. Além dos mecanismos centrais, é postulado a participação de sensores periféricos na osmorregulação. No presente estudo investigamos a contribuição dos aferentes sinoaórticos nos mecanismos fisiológicos de regulação da tonicidade dos fluidos corporais durante a hiperosmolalidade aguda. Na primeira parte deste estudo avaliamos a participação dos aferentes sinoaórticos nos ajustes cardiovasculares, renais e autonômicos induzidos por hipernatremia. Ratos Wistar (280-350 g) foram anestesiados com halotano (2% em O2) e submetidos à denervação sinoaórtica (DSA), remoção dos corpúsculos carotídeos (CCX) ou cirurgia fictícia e à implantação de cânulas na artéria e veia femoral direita para o registro da pressão arterial (PA) e administração de substâncias, respectivamente. No dia seguinte, os animais DSA foram anestesiados com uretana (1,2 g/kg peso corporal, i.v.) e instrumentalizados para o registro da atividade nervosa simpática renal (ANSr). Animais CCX não anestesiados foram utilizados para o registro da PA e teste de excreção renal. Os parâmetros foram avaliados em resposta à infusão intravenosa de salina hipertônica (SH) (NaCl 3 mol/L, 1,8 mL/kg de peso corporal, em 60 segundos). A DSA aboliu a simpatoinibição renal induzida por infusão de SH (DSA: -10,7 ± 5,5% do basal, vs. ratos controle: -28,7 ± 4,8% do basal, 60 minutos após SH; p

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) The nucleus of the solitary tract (NTS) is the primary synaptic site of the peripheral baroreceptors and chemoreceptors. It has been shown that acetylcholine (ACh) microinjected into the NTS of rats induces hypotension and bradycardia. However, the contribution of cholinergic mechanisms at different NTS subnuclei (intermediate and commissural) as well as the cholinergic receptors blockade on the control of sympathetic (SNA) and phrenic (PNA) nerve activities have not been studied yet. In this study we assessed the role of ACh and its cholinergic receptors at the intermediate NTS (iNTS) and commissural NTS (cNTS) on the control of SNA, PNA and electrophysiological properties of these subnuclei neurons, as well as on baro and chemoreflex responses. Decorticated arterially-perfused in situ preparations of male juvenile rats were used to record SNA and PNA. Microinjections of ACh and cholinergic antagonists were performed into the iNTS or cNTS. Coronal slices of the brainstem containing either cNTS or iNTS subnuclei were obtained from male juvenile rats and used in whole cell patch clamp – current clamp recordings. It was observed that ACh microinjected into the iNTS inhibited both SNA and PNA. These effects were reduced by the pre-treatment with atropine (muscarinic antagonist) or mecamylamine (nicotinic antagonist). The cholinergic antagonists into the iNTS did not change the effects on SNA and PNA induced by baro and chemoreflex activation. In contrast, microinjections of ACh into the cNTS did not induce changes in SNA, but increased PNA. Despite the absence of changes in SNA, ACh into the cNTS changed the pattern of respiratory-sympathetic coupling. Both atropine and mecamylamine into the cNTS inhibited the ACh-induced tachypnea, but only mecamylamine inhibited the chemoreflex-induced tachypnea and the ACh-induced change in respiratory-sympathetic coupling. In vitro studies demonstrated that ACh promotes depolarization in both iNTS and cNTS neurons. Both muscarinic and nicotinic antagonism in the iNTS inhibited the ACh-induced depolarization. However, only nicotinic antagonist was effective in diminishing this response in the cNTS. The results suggest that ACh plays an important role in the control of cardiovascular and respiratory activities, with distinct functions between iNTS and cNTS. This cholinergic control involves activation of both muscarinic and nicotinic receptors within NTS, but only nicotinic receptors are involved in the chemoreflex tachypneic response. O núcleo do trato solitário (NTS) é o sítio primário de aferências dos barorreceptores arteriais e quimiorreceptores. Sabe-se que a acetilcolina (ACh) injetada no NTS de ratos provoca hipotensão e bradicardia. Entretanto, não se sabe até o momento qual o papel do sistema colinérgico nos diferentes subnúcleos do NTS (intermediário ou comissural) ou o bloqueio de seus receptores na atividade simpática (SNA) ou na atividade do frênico (PNA). No presente estudo avaliamos os efeitos da ACh e seus receptores no NTS intermediário (NTSi) e comissural (NTSc) sobre a SNA, PNA e sobre as propriedades eletrofisiológicas dos neurônios desses subnúcleos, bem como nas respostas do baro e quimiorreflexos. Preparações in situ decorticadas de ratos jovens foram utilizadas para registro da SNA e PNA, e ACh e antagonistas colinérgicos foram microinjetados no NTSi ou NTSc. Cortes coronais bulbares contendo o NTSi ou NTSc foram obtidos de ratos jovens e utilizados para registro de neurônios através da técnica whole cell patch clamp – current clamp. Foi observado que a microinjeção de ACh no NTSi inibe tanto a SNA quanto a PNA, sendo que tais efeitos são inibidos pelo tratamento com atropina (antagonista muscarínico) ou mecamilamina (antagonista nicotínico). Os antagonistas colinérgicos no NTSi não alteraram os efeitos na SNA e PNA induzidos pela ativação do baro e quimiorreflexos. Por outro lado, microinjeções de ACh no NTSc não altera a SNA mas promove aumento da PNA. Apesar de não alterar a SNA, a ACh no NTSc promove alterações no acoplamento simpato-respiratório. Tanto a atropina quanto a mecamilamina microinjetadas no NTSc inibiram a taquipnéia induzida pela ACh, mas apenas a mecamilamina inibiu a taquipnéia resultante do quimiorreflexo e a alteração no acoplamento simpato-respiratório induzida pela ACh no NTSc. Nos estudos in vitro, observamos que a ACh promove respostas de despolarização em neurônios tanto do NTSi quanto do NTSc. O bloqueio de receptores tanto nicotínicos quanto muscarínicos no NTSi diminui a despolarização evocada pela ACh. No entanto, apenas o antagonista nicotínico foi capaz de diminuir essa resposta no NTSc. Os resultados sugerem que a ACh desempenha um importante papel no controle cardiorrespiratório, com funções distintas entre NTSi e NTSc. Esse controle colinérgico envolve a ativação de receptores tanto nicotínicos quanto muscarínicos no NTS, mas apenas receptores nicotínicos estão envolvidos na resposta de taquipnéia do quimiorreflexo. FAPESP: 2010/17218-0

A intolerância ao exercício é uma característica marcante da insuficiência cardíaca. Diversos mecanismos, como anormalidades no metabolismo muscular, no consumo de oxigênio do músculo e principalmente no fluxo sangüíneo muscular, têm sido documentados em pacientes com insuficiência cardíaca. Contudo, a relação entre a tolerância ao exercício e perfusão muscular no exercício é ainda controversa neste estado. Diversos mecanismos têm sido propostos na participação da regulação da hiperemia relacionada ao exercício, incluindo os mecanismos neural, endotelial e a bomba muscular. O propósito desta revisão é apresentar as evidências experimentais e clínicas com relação ao controle da perfusão muscular no exercício na insuficiência cardíaca. Existe um consenso geral de que a insuficiência cardíaca crônica esteja associada à vasoconstrição periférica e à marcante elevação da atividade do sistema nervoso autônomo simpático. Evidências recentes sugerem, ainda, que a modulação inadequada da atividade vasoconstritora simpática, a disfunção endotelial e os mecanismos anormais de controle da bomba muscular podem ser responsáveis pela resposta vasodilatadora inadequada ao exercício nesses pacientes. Contudo, a interação entre os mecanismos de controle do fluxo sangüíneo muscular no exercício e, sobretudo, como esses mecanismos afetam a tolerância ao exercício na insuficiência cardíaca ainda precisam ser melhor investigados. Exercise intolerance is a hallmark of heart failure. Several mechanisms, such as abnormalities in muscle metabolism, muscle oxygen uptake and especially muscle blood flow have been documented in patients with heart failure. However, the relation between exercise tolerance and muscle perfusion during exercise is still controversial in this state. Several mechanisms have been proposed to be involved in the regulation of exercise hyperemia, including neural, endothelial and muscle pump mechanisms. The purpose of this review is to present experimental and clinical evidence regarding muscle perfusion control during exercise in heart failure. There is a general consensus that chronic heart failure is associated with peripheral vasoconstriction and marked elevation in sympathetic nervous system activity. Recent evidence also suggests that impaired modulation of sympathetic vasoconstriction, endothelial dysfunction and abnormal muscle pump mechanisms may be responsible for the blunted vasodilator responses to exercise in these patients. However, the interactions between muscle blood flow control mechanisms during exercise and especially how these factors affect exercise tolerance still need to be investigated in heart failure.