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Type: Dissertação
Title: O papel do óxido nítrico no núcleo paraventricular do hipotálamo em condições de exercício e hipóxia
Other Titles: The role of nitric oxide in the paraventricular nucleus of the hypothalamus under exercise and hypoxia conditions
Authors: Bruna Lima Costa Zuquim Nunan
First Advisor: Glauber dos Santos Ferreira da Silva
First Co-advisor: Cândido Celso Coimbra
First Referee: Kênia Cardoso Bícego
Second Referee: Marco Antônio Peliky Fontes
Abstract: O núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) é um importante sítio de controle autonômico e neuroendócrino do organismo. Além deste núcleo ter conexão direta com a área pré-óptica (APO), principal centro integrativo da termorregulação, seus neurônios pré-autonômicos se projetam diretamente para a coluna intermédio lateral da medula, eferência simpática que inerva os órgãos efetores da termorregulação. É conhecido que os neurônios do PVN expressam a isoforma neuronal da óxido nítrico sintase (nNOS), enzima que converte L-Arginina em óxido nítrico (NO) no Sistema Nervoso Central (SNC). É sabido que o exercício físico aumenta a expressão da nNOS no PVN e que o NO está presente na via da termorregulação durante o exercício físico. Além disso, o PVN tem conexões diretas com núcleos do tronco encefálico responsáveis pelo controle da ventilação, e sabe-se que o PVN participa do quimiorreflexo periférico, e neurônios que expressam nNOS estão ativos na hipóxia aguda. Sendo assim o presente estudo teve três principais objetivos: i) avaliar o papel do NO no PVN na resposta térmica ao exercício progressivo agudo; ii) avaliar o papel do NO no PVN na resposta ventilatória à hipóxia; e iii) avaliar o efeito da inibição da nNOS no PVN na resposta anapiréxica à exposição à hipóxia. Para isso o estudo foi dividido em 2 protocolos experimentais. Para o protocolo experimental 1, foram utilizados ratos Wistar machos. Foram realizadas microinjeções bilaterais da droga Nw-Propyl-L-Arginina (NPLA) nas doses de 0,4 nmol/100nL (N=10), 0,04 nmol/100nL (N=10), ou veículo (NaCl 0,15M) (N=12) e os animais foram submetidos ao exercício progressivo agudo de corrida em esteira rolante. Foram coletadas variáveis térmicas e de desempenho físico. Para o protocolo experimental 2, foram utilizados 16 ratos wistar machos. A ventilação pulmonar (V ̇E) e a temperatura abdominal (Tabd) foram aferidos no período basal, antes da microinjeção de NPLA no PVN e antes do início da exposição à hipóxia. Após a injeção, os animais iniciaram imediatamente a exposição à hipóxia de 7% de O2 durante 1 hora. Os dados da ventilação foram coletados a cada 20 minutos. No protocolo de exercício físico os animais que receberam a maior dose da droga (0,4 nmol/100nL) apresentaram atenuação da Tabd na fadiga quando comparados ao grupo veículo (38,28 ± 0,22 °C vs. 39,35 ± 0,16 °C, p = 0,005). Não foi observada diferença na Tcauda entre os grupos. Não houve diferença significativa no limiar para dissipação de calor entre os grupos veículo e droga. Em contrapartida foi observado um aumento da sensibilidade (Hsen) no grupo NPLA 0,4 comparado com o grupo veículo (NPLA 0,4: 13,74 ± 1,45 vs. veículo: 8,84 ± 0,91, p < 0,05). O acúmulo de calor (cal) foi menor nos animais NPLA 0,4 comparado ao grupo veículo (NPLA 0,4: 335,14 ± 39,44 cal vs. VEÍCULO: 569,61 ± 51,63 cal, p = 0,014). A inibição da nNOS no PVN piorou o desempenho nos animais que receberam a menor dose (0,04 nmol/100nL). No protocolo experimental 2, não foi observada diferença nas respostas ventilatórias e térmica à hipóxia entre os grupos NPLA (n=8) e veículo (n=8). Os dados do presente estudo sugerem que o NO no PVN teria um comportamento excitatório para os mecanismos reguladores da hipertermia provocada pelo exercício progressivo. Em contrapartida, a dose utilizada no protocolo experimental 2, não foi capaz de alterar a resposta ventilatória e térmica à hipóxia aguda.
Abstract: The paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVN) in an important site for autonomic and neuroendocrine control. In addition, this nucleus projects to preoptic area (POA), the main integrative thermoregulation center, and its pre-autonomic neurons also project directly to the intermedium lateral column, the main site of sympathetic outflow that controls thermoeffector organs. In addition, PVN neurons express the neuronal isoform of nitric oxide synthase (nNOS), the main enzyme in the conversion of L-Arginine in nitric oxide (NO), a gaseous transmitter in Central Nervous System. It is known that physical exercise increases nNOS expression in PVN. In addition, PVN has direct connections to brainstem nuclei that controls ventilation, and it is known that PVN participates in peripheral chemoreflex and neurons that express nNOS are active in acute hypoxia exposure. Therefore, the present study had three main objectives: i) to evaluate the role of NO in PVN in the thermoregulation in acute progressive exercise; ii) evaluate the role of NO in PVN in the ventilatory responses to acute hypoxia; and iii) evaluate the effect of nNOS inhibition in PVN in the anapyretic response to exposure to hypoxia. The study was divided in two experimental protocols. For the experimental protocol 1, male Wistar rats were used. Bilateral microinjections of the drug Nw-Propyl-L-Arginine (NPLA) were performed in PVN at doses of 0.4 nmol/100nL (N=10) or 0.04nmol/100 nL (n=10) or vehicle (NaCl 0,15M) (n=12), and animals were submitted to an acute progressive exercise running on a treadmill. Thermal and performance variables were collected. For experimental protocol 2, 16 male Wistar rats were used. Pulmonary ventilation (V ̇E) and abdominal temperature (Tabd) were measured at baseline, before NPLA microinjection into the PVN and before the beginning of hypoxia. After the microinjection, animal remained one hour in hypoxia exposure (7% O2). Ventilation data were collected every 20 minutes. At progressive exercise protocol, the animals that receive the highest dose of the drug (0.4 nmol/100nL) presented an attenuation in fatigue Tabd when compared to vehicle group (38.28 ± 0.22 °C vs. 39.35 ± 0.16 °C, p = 0.005). There was no difference in Ttail and Hthr between groups. In contrast, Hsen was increased in NPLA 0.4 group, compared to vehicle, indicating that in these animals, Tabd was attenuated during exercise (NPLA 0.4: 13.74 ± 1.45 vs. vehicle: 8.84 ± 0.91, p < 0.05). Heat storage was lower in NPLA 0.4 compared to vehicle group vehicle (335.14 ± 39.44 cal vs. 569.61 ± 51.63 cal, p = 0.014). The inhibition of nNOS in PVN worsened the performance of animals that received the lowest dose (0.04 nmol/100nL). In experimental protocol 2, there was no difference in the hypoxic ventilatory and thermal responses between NPLA (n=8) and vehicle (n=8) groups. These results suggest that NO in PVN is necessary for the proper thermal regulatory mechanisms in progressive exercise, facilitating regulatory mechanisms of hyperthermia. In contrast, at the dose used in experimental protocol 2, the results suggest that endogenous NO do not play a significant role in the thermal and ventilatory responses to acute hypoxia.
Subject: Exercício Físico
Hipóxia
Regulação da Temperatura Corporal
Ventilação
Hipotálamo
Óxido Nítrico
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/42715
Issue Date: 20-Jul-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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