Os receptores melatoninérgicos no hipotálamo lateral e área perifornicial (LH/PFA) e a modulação da resposta ventilatória hipercápnica em ratos durante o sono e a vigília

Abstract

O hipotálamo lateral/área perifornicial (LH/PFA) é considerado uma das áreas sensíveis a CO2/H+ do sistema nervoso central por possuir neurônios orexinérgicos envolvidos na modulação da resposta ventilatória hipercápnica que são dependentes do ciclo sono-vigília. Embora existam numerosas evidências sobre a função quimiossensível das orexinas, muito ainda precisa ser investigado no que diz respeito as interações desses neurônios com neurotransmissores liberados localmente, que possivelmente modulam as respostas ventilatórias do LH/PFA durante a hipercapnia. Evidências apontam para o envolvimento da melatonina na modulação da atividade de neurônios do LH/PFA, contudo a possível participação da melatonina, agindo no LH/PFA, no quimiorreflexo hipercápnico central ainda não tinha sido investigada. O objetivo deste trabalho, portanto, é testar a hipótese de que a melatonina, atuando em receptores melatoninérgicos no LH/PFA, participa do controle da respiração em situações de hipercapnia de forma dependente do ciclo sono-vigília. Para isso foram realizados experimentos com ratos Wistar machos não-anestesiados em um sistema de pletismografia, e foram registrados em tempo real a ventilação pulmonar (VE), eletroencefalograma (EEG), eletromiograma (EMG) e temperatura corporal (Tc). Foi feita a microinjeção de luzindole (antagonista dos receptores melatoninérgicos) no LH/PFA, sendo estudados os efeitos dessa abordagem na ventilação pulmonar em ar ambiente e em situação de hipercapnia a 7% de CO2, durante o sono e a vigília, na fase escura do ciclo diurno. Nossos resultados sugerem que a melatonina, agindo em receptores melatoninérgicos no LH/PFA, não contribui para o controle da resposta ventilatória hipercápnica. No entanto, são necessárias mais pesquisas, com diferentes doses de antagonista, para o esclarecimento acerca da possível modulação melatoninérgica no LH/PFA, no controle da ventilação pulmonar.

The lateral hypothalamus/perifornicial area (LH/PFA) is considered one of the CO2/H+ sensitive areas of the central nervous system because it has orexinergic neurons involved in the modulation of the hypercapnic ventilatory response that are dependent on the sleep-wake cycle. Although there are numerous evidences about the chemosensitive function of orexins, much remains to be investigated regarding the interactions of these neurons with locally released neurotransmitters, which possibly modulate LH/PFA ventilatory responses during hypercapnia. Evidences point to the involvement of melatonin in modulating the activity of LH/PFA neurons, however the possible participation of melatonin, acting on LH/PFA, in the central hypercapnic chemoreflex had not yet been investigated. The objective of this study, therefore, is to test the hypothesis that melatonin, acting on melatoninergic receptors in the LH/PFA, participates in the control of breathing in situations of hypercapnia in a way that is dependent on the sleep-wake cycle. For this, experiments were carried out with non-anesthetized male Wistar rats in a plethysmography system, and pulmonary ventilation (VE), electroencephalogram (EEG), electromyogram (EMG) and body temperature (Tc) were recorded in real time. A microinjection of luzindole (melatoninergic receptor antagonist) was performed in the LH/PFA, and the effects of this approach were studied on lung ventilation in room air and in a situation of hypercapnia at 7% CO2, during sleep and wakefulness, in the dark phase of the diurnal cycle. Our results suggest that melatonin, acting on melatoninergic receptors in the LH/PFA, does not contribute to the control of the hypercapnic ventilatory response. However, more research is needed, with different doses of antagonist, to clarify the possible melatoninergic modulation in LH/PFA, in the control of pulmonary ventilation.