Efeitos do tratamento pós-natal com cafeína sobre a ventilação e irregularidades respiratórias em animais hipertensos

Abstract

A hipertensão arterial (HA) é uma das doenças cardiovasculares mais prevalentes e impactantes em todo o mundo. Evidências clínicas e experimentais indicam que a hiperatividade simpática dirigida aos vasos sanguíneos exerce papel central no desenvolvimento da HA essencial. Um fator crítico que pode modular o funcionamento do sistema nervoso simpático é o suprimento adequado de oxigênio (O2) ao sistema nervoso central (SNC) durante o período pós-natal — fase decisiva para a maturação das redes neurais. Tanto em pacientes hipertensos quanto em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) — modelo experimental clássico da HA essencial — observa-se estreitamento do lúmen da artéria vértebro-basilar, resultando em hipoperfusão e hipóxia do tronco encefálico. Nos SHR, essa hipóxia central está presente desde o nascimento, indicando baixa disponibilidade de O2 para o SNC durante todo o desenvolvimento pós-natal. Paralelamente, esses animais exibem irregularidades respiratórias, com episódios de apneia, sugerindo alterações estruturais e funcionais nas redes neurais que controlam a respiração. Resultados do nosso grupo demonstram que tais distúrbios respiratórios estão presentes desde o início da vida, gerando repetidos episódios de hipóxia que podem influenciar, de forma persistente, a função autonômica. Com base nessas evidências, propomos que as irregularidades respiratórias decorram, ao menos em parte, de um desbalanço purinérgico no SNC, caracterizado por exacerbada sinalização via adenosina. Para investigar essa hipótese, empregamos registros in vivo da ventilação e avaliamos os efeitos do tratamento com cafeína — um antagonista de receptores de adenosina — sobre a ventilação de animais SHR. Nossos resultados mostram que o tratamento pós-natal com a cafeína foi capaz de aumentar a ventilação de animais SHR e atenuar o aumento da pressão arterial na vida adulta.

Arterial hypertension (AH) is one of the most common and impactful cardiovascular diseases worldwide. Clinical and experimental evidence shows that sympathetic overactivity targeting blood vessels plays a central role in the development of essential hypertension. An important factor that may influence sympathetic nervous system function is the proper supply of oxygen (O2) to the central nervous system (CNS) during the postnatal period — a critical phase for neural network development. Both in hypertensive patients and in spontaneously hypertensive rats (SHR) — a well-established experimental model of essential hypertension — a narrowing of the vertebrobasilar artery lumen has been observed, leading to brainstem hypoperfusion and hypoxia. In SHR, this central hypoxia is present from birth, indicating reduced O2 availability to the CNS throughout postnatal development. Simultaneously, these animals show respiratory irregularities, such as apnea episodes, implying structural and functional changes in the neural networks that control breathing. Our group's findings indicate that such respiratory disturbances are present from the very beginning of life, causing repeated hypoxic episodes that may have lasting effects on autonomic function. Based on this evidence, we suggest that respiratory irregularities may, at least partly, result from a purinergic imbalance in the CNS, characterized by exacerbated adenosine signaling. To investigate this hypothesis, we employed in vivo ventilation recordings and assessed the effects of caffeine treatment, a well-known adenosine receptor antagonist, on ventilation in SHRs. Our results show that post-natal caffeine treatment in SHR increased baseline ventilation during neonatal life and reduced arterial blood pressure levels in adulthood.