Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/70462
Tipo: Dissertação
Título: Avaliação da atividade respiratória e crises convulsivas induzidas por PTZ em ratos Wistar adultos
Título(s) alternativo(s): Assessment of respiratory activity and PTZ-induced convulsive seizures in adult Wistar rats
Autor(es): Hanna Lury Umezu
Primeiro Orientador: Glauber dos Santos Ferreira da Silva
Primeiro Coorientador: Victor Rodrigues Santos
Primeiro membro da banca : Mirela Barros Dias
Segundo membro da banca: Andrea Siqueira Haibara
Resumo: A epilepsia é uma doença neurológica caracterizada pela ocorrência espontânea e recorrente de crises epilépticas. Ela é altamente prevalente no mundo e um terço dos pacientes é refratário ao tratamento farmacológico. Dentre esses pacientes, a principal causa de morte é a SUDEP (Sudden Unexpected Death in Epilepsy), que apresenta como causa da morte uma parada respiratória após um evento de crise. Além disso, já foi observado que pacientes com epilepsia apresentam uma atenuação da resposta ventilatória ao CO2, o que pode contribuir para a falha respiratória associada a um evento de crise. Diante disso, esse estudo foi dividido em duas partes, uma que envolveu a avaliação da atividade respiratória durante crises agudas induzidas por PTZ (pentilenotetrazol), e outra que avaliou a resposta ventilatória à hipercapnia após crises repetidas induzidas cronicamente por PTZ. A primeira parte do estudo investigou a atividade respiratória em ratos Wistar adultos em diferentes graus de severidade de crises comportamentais. Os animais foram submetidos a cirurgia para implantação de eletrodos no córtex e músculo diafragma, permitindo registros simultâneos de eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (DIAEMG), e a atividade respiratória (frequência respiratória e amplitude máxima do diafragma) foi avaliada com base no DIAEMG. As crises foram induzidas agudamente através de injeção de PTZ em diferentes doses. A classificação das crises foi baseada em uma tabela pré-estabelecida, com crises do tipo ausência representando o escore mais baixo e crises tônico-clônicas como as mais severas. A atividade respiratória foi agrupada nos diferentes graus de severidade das crises. Durante as crises do tipo ausência e jerks mioclônicos, a frequência respiratória diminuiu significativamente (~50% de redução) em comparação com os períodos pré e pós-ictais. Mudanças pronunciadas ocorreram com crises mais graves (clônicas e tônicas) com períodos de apneia, especialmente durante crises tônicas. A duração da apneia foi significativamente maior em crises tônicas em comparação com as clônicas. Notavelmente, durante convulsões tônicas induzidas por PTZ, os eventos de apneia foram marcados por contração tônica do DIAEMG (apneia da fase tônica). Na maioria dos animais (5 em 7), este foi um evento fatal em que a parada respiratória causada pela crise precedeu a assistolia. Em conclusão, fornecemos a primeira avaliação sistemática da atividade respiratória nas crises agudas induzidas por PTZ e mostramos que a disfunção respiratória é mais pronunciada em crises com maior gravidade. A segunda parte do estudo investigou a resposta ventilatória em ratos Wistar adultos após crises convulsivas repetidas induzidas por PTZ. As crises foram induzidas (com uma dose i.p. de 40 mg/kg) em dias alternados, totalizando 10 injeções. Após três crises consecutivas de escore alto e após o término do tratamento, a resposta ventilatória a 7% CO2 foi avaliada. Depois de três crises severas consecutivas, não observamos diferença na ventilação comparado com o grupo controle. Porém, após a 10ª injeção de PTZ, observamos uma atenuação da ventilação nos animais que apresentaram crises recorrentes, e essa diminuição foi devida a um menor aumento da frequência respiratória. Portanto, as crises repetidas induzidas cronicamente por PTZ promovem uma atenuação da resposta ventilatória à hipercapnia.
Abstract: Epilepsy is a neurological disorder characterized by the spontaneous and recurrent occurrence of epileptic seizures. It is highly prevalent worldwide, and one-third of patients are refractory to pharmacological treatment. Among these patients, the leading cause of death is SUDEP (Sudden Unexpected Death in Epilepsy), which is attributed to respiratory arrest following a seizure event. Additionally, it has been observed that epilepsy patients exhibit a blunted ventilatory response to CO2, which may contribute to respiratory failure associated with a seizure event. In light of this, this study was divided into two parts, one involving the assessment of respiratory activity during acute seizures induced by PTZ (pentylenetetrazole) and another evaluating the ventilatory response to hypercapnia after chronically induced repeated seizures by PTZ. The first part of the study investigated respiratory activity in adult Wistar rats at different levels of behavioral seizure severity. Animals underwent surgery for electrode implantation in the cortex and diaphragm muscle, allowing simultaneous recordings of electroencephalogram (EEG) and diaphragmatic electromyogram (DIAEMG). Respiratory activity (respiratory frequency and maximum diaphragmatic amplitude) was assessed based on DIAEMG. Seizures were acutely induced by PTZ injection at different doses, and their severity was classified based on a pre-established table, with absence seizures representing the lowest score and tonic-clonic seizures as the most severe. Respiratory activity was grouped into different levels of seizure severity. During absence seizures and myoclonic jerks, respiratory frequency significantly decreased (~50% reduction) compared to pre-ictal and post-ictal periods. Pronounced changes occurred with more severe seizures (clonic and tonic), including periods of apnea, especially during tonic seizures. Apnea duration was significantly longer in tonic seizures compared to clonic seizures. Notably, during PTZ-induced tonic seizures, apnea events were marked by tonic contraction of DIAEMG (tonic phase apnea). In most animals (5 out of 7), this was a fatal event where respiratory arrest caused by the seizure preceded asystole. In conclusion, we provide the first systematic assessment of respiratory activity in acute seizures induced by PTZ and demonstrate that respiratory dysfunction is more pronounced in more severe seizures. The second part of the study investigated ventilatory response in adult Wistar rats after repeated convulsive seizures induced by PTZ. Seizures were induced (with an i.p. dose of 40 mg/kg) on alternate days, totaling 10 injections. After three consecutive high-scoring seizures and at the end of the treatment, ventilatory response to 7% CO2 was assessed. After three consecutive severe seizures, no difference in ventilation was observed compared to the control group. However, after the 10th PTZ injection, an attenuation of ventilation was observed in animals with recurrent seizures, and this decrease was due to a lower increase in respiratory frequency. Therefore, chronically induced repeated seizures by PTZ promote an attenuation of ventilatory response to hypercapnia.
Assunto: Fisiologia
Respiração
Apneia
Epilepsia
Diafragma
Hipercapnia
Pentilenotetrazol
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/70462
Data do documento: 16-Fev-2024
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