Participação da neurotransmissão do fator liberador de corticotrofina no córtex insular no controle das respostas cardiovasculares e ansiogênica ao estresse de restrição em ratos

Abstract

O estresse é um fator de risco para doenças cardiovasculares e transtornos psiquiátricos, embora seus mecanismos neurobiológicos ainda não sejam completamente compreendidos. O córtex insular (CI) atua na integração autonômica e emocional, apresentando dissociação funcional ao longo do seu eixo rostrocaudal. O sistema do fator liberador de corticotrofina (CRF), um importante modulador das respostas ao estresse, foi identificado no CI. Entretanto, o papel da neurotransmissão CRFérgica no CI na regulação das respostas autonômicas e comportamentais frente ao estresse ainda não havia sido elucidado. Desse modo, este estudo investigou o papel da neurotransmissão CRFérgica, mediado pela ativação do receptor CRF1, nas sub- regiões anterior (CIa), posterior-rostral (CIpr) e posterior-caudal (CIpc) do CI no controle das respostas cardiovasculares e comportamentais ao estresse de restrição em ratos. Para isso, ratos Wistar foram submetidos à cirurgia estereotáxica para a implantação bilateral de cânulas-guia em uma das sub- regiões do CI. Grupos independentes de animais receberam microinjeções locais de veículo (100 nL), CP376395 (antagonista seletivo do receptor CRF1, 5 nmol/100 nL) ou CRF (0,07 nmol/100 nL) e foram expostos a uma sessão de estresse de restrição agudo ou à 10ª sessão de estresse de restrição repetido (ERR). As respostas cardiovasculares [pressão arterial média (PAM), frequência cardíaca (FC) e temperatura cutânea da cauda (TCC)] foram avaliadas durante o estresse agudo e a 10ª sessão de estresse, enquanto o efeito do tipo ansiogênico e a ativação neuronal (imunorreatividade à proteína Fos) foram avaliados após o estresse agudo. Também foram avaliados os níveis do receptor CRF1 nas sub-regiões do CI após exposição repetida ao estresse. Observamos que o antagonismo do CRF1 no CIa atenuou a taquicardia e aumentou a queda da TCC durante o estresse de restrição agudo. No CIpr, a mesma abordagem farmacológica reduziu a resposta pressora e aumentou a queda da TCC. No CIpc observou-se diminuição das respostas pressora e taquicárdica após o antagonismo do receptor CRF1. O ERR alterou o controle da neurotransmissão CRFérgica sobre as respostas cardiovasculares no CIpr e no CIpc, mas não no CIa. Essas alterações foram caracterizadas por uma atenuação dos efeitos observados com o antagonismo do receptor CRF1 durante a 10ª sessão em relação aos efeitos observados nos animais estressados agudamente, enquanto a administração local de CRF provocou efeitos nos animais estressados cronicamente que não foram observados em animais submetidos a uma única sessão de estresse. O bloqueio do receptor CRF1 no CIa e CIpc inibiu o comportamento tipo-ansiogênico induzido pelo estresse agudo, efeito que foi replicado no CIpr pela administração de CRF. O estresse de restrição agudo aumentou a ativação neuronal no CIa e CIpr e reduziu no CIpc. A microinjeção de CP376395 no CIa aumentou a ativação neuronal local, enquanto a administração de CRF no CIpc reverteu a alteração induzida pela restrição. O ERR não alterou a expressão do receptor CRF1 em nenhuma das sub-regiões do CI. Em síntese, nossos resultados indicam que a neurotransmissão CRFérgica no CI exerce controle sítio-específico sobre as respostas cardiovasculares e comportamentais ao estresse, mediada por uma modulação complexa da ativação neuronal local. Adicionalmente, evidenciamos que esse controle cardiovascular é modulado pela exposição prévia ao estresse.

Stress is a risk factor for cardiovascular diseases and psychiatric disorders, although its neurobiological mechanisms are not yet fully understood. The insular cortex (IC) plays a key role in autonomic and emotional integration and exhibits functional dissociation along its rostrocaudal axis. The corticotropin-releasing factor (CRF) system, an important modulator of stress responses, has been identified in the IC. However, the role of CRFergic neurotransmission in the IC in regulating autonomic and behavioral responses to stress had not yet been elucidated. Thus, this study investigated the role of CRFergic neurotransmission mediated by activation of the CRF1 receptor in the anterior (aIC), rostral-posterior (rpIC), and caudal-posterior (cpIC) subregions of the IC in the control of cardiovascular and behavioral responses to restraint stress in rats. For this purpose, Wistar rats were submitted to stereotaxic surgery for bilateral implantation of guide cannulae into one of the IC subregions. Independent groups of animals received local microinjections of vehicle (100 nL), CP376395 (selective CRF1 receptor antagonist, 5 nmol/100 nL), or CRF (0.07 nmol/100 nL) and were exposed either to an acute restraint stress session or to the 10th session of repeated restraint stress (RRS). Cardiovascular responses [mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), and tail skin temperature (TST)] were evaluated during acute stress and during the 10th stress session, whereas anxiety-like behavior and neuronal activation (Fos protein immunoreactivity) were assessed after acute stress exposure. CRF1 receptor levels in IC subregions were also evaluated after repeated stress exposure. We observed that CRF1 receptor antagonism in the aIC attenuated tachycardia and increased the reduction in TST during acute restraint stress. In the rpIC, the same pharmacological approach reduced the pressor response and increased the reduction in TST. In the cpIC, CRF1 receptor antagonism decreased both pressor and tachycardic responses. Repeated restraint stress altered the control exerted by CRFergic neurotransmission over cardiovascular responses in the rpIC and cpIC, but not in the aIC. These changes were characterized by attenuation of the effects observed with CRF1 receptor antagonism during the 10th session compared with those observed in acutely stressed animals, whereas local administration of CRF produced effects in chronically stressed animals that were not observed in animals exposed to a single stress session. Blockade of CRF1 receptors in the aIC and cpIC inhibited acute stress-induced anxiety-like behavior, an effect that was replicated in the rpIC following CRF administration. Acute restraint stress increased neuronal activation in the aIC and rpIC and reduced it in the cpIC. Microinjection of CP376395 into the aIC increased local neuronal activation, whereas CRF administration in the cpIC reversed the alteration induced by restraint stress. Repeated restraint stress did not alter CRF1 receptor expression in any IC subregion. In summary, our results indicate that CRFergic neurotransmission in the IC exerts site-specific control over cardiovascular and behavioral responses to stress through a complex modulation of local neuronal activation. Additionally, we demonstrate that this cardiovascular control is modulated by prior exposure to stress