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dc.contributor.authorVicente, Mariane Cristine
dc.date.accessioned2021-05-24T10:51:22Z
dc.date.available2021-05-24T10:51:22Z
dc.date.issued2021-04-23
dc.identifier.citationVICENTE, Mariane Cristine. Alterações neuroanatômicas e funcionais do sistema respiratório no sono e na vigília em um modelo experimental para doença de Alzheimer. 2021. Tese (Doutorado em Ciências Fisiológicas) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14296.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14296
dc.description.abstractThe dysfunction of the respiratory system is seen in several neurodegenerative diseases such as Alzheimer's, but how the pathophysiology mechanisms of the disease are related to the respiratory system remains poorly documented. Here, we treat animals with intracerebroventricular streptozotocin (STZ, 2 mg / kg). In chapter 1, we measured ventilation (VE), electroencephalography and electromyography during normocapnia, hypercapnia and hypoxia in Wistar rats. In addition, we performed western blot analyzes for phosphorylated tau, total tau and amyloid- (Aβ) peptide at the locus coeruleus (LC), retrotrapezoid nucleus (RTN), medullary raphe, pre-B¨otzinger / B¨otzinger complex and hippocampus, and we evaluated memory acquisition and learning using Barnes' maze. The STZ-DA model increased the ventilatory response in hypercapnia by 26% during wakefulness due to the increase in tidal volume, but no change in VE was observed in room air or ihypoxia conditions. We observed an increase of 93% in the percentage of awake-state time during room air in the STZ model. And, we associate the results to the 73% increase in amyloid beta peptide in the LC region. In order to analyze the electrophysiological properties and sensitivity of LC neurons during hypercapnia (10% CO2, pH = 7) in the STZ-DA model, we performed the patch clamp technique in chapter 2. We observed that most (~ 60%) of the noradrenergic neurons of the LC in adult rats were inhibited after exposure to CO2, as indicated by a significant decrease in the action potential (AP). The STZ-DA model had a 57% higher sensitivity to CO2 compared to controls, which was partly due to the hyperpolarization of the resting membrane potential -52.2 mV. The reduction in AP in both groups was generally accompanied by lower activity of the LC network, depolarized AP threshold, increased AP repolarization and increased current through a voltage-dependent sub-population of K + channels (KV). Then, in chapter 3, we decided to take a treatment with the drug minocycline to reverse the cognitive, respiratory, sleep-awake cycle, and molecular disorders found earlier in chapter 1 in the STZ model. For that, we performed the same techniques as in chapter 1. Additionally, the animals were treated for five days with minocycline at a dose of 30 mg / kg, we analyzed the micrology cells in the LC region by immunohistochemistry for IBA-1 and the pro-inflammatory cytokines by real-time PCR. Minocycline treatment improved learning and memory, possibly due to decreased cell density and inactivation of microglia cells in the LC region, as well as decreased IL-B cytokine. However, the treatment did not reverse the increased sensitivity to CO2 during awake state in room air. Likewise, we did not observe a decrease in the expression of beta-amyloid peptide in the LC region after treatment. Our study demonstrates that the ventilatory response to CO2 is increased in the STZ model due to changes in the noradrenergic neurons of the LC, which have their electrophysiological properties altered possibly by an increase in beta-amyloid. The cognitive and sleep changes observed in the STZ model are due to changes in microglia, since the use of minocycline was able to attenuateeng
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoengpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectEstreptozotocinapor
dc.subjectVentilaçãopor
dc.subjectSonopor
dc.subjectMinociclinapor
dc.subjectMicróglia e Alzheimerpor
dc.subjectStreptozotocineng
dc.subjectVentilationeng
dc.subjectSleepeng
dc.subjectMinocyclineeng
dc.subjectMicroglia and Alzheimer'seng
dc.titleAlterações neuroanatômicas e funcionais do sistema respiratório no sono e na vigília em um modelo experimental para doença de Alzheimerpor
dc.title.alternativeNeuroanatomical and functional alterations of the respiratory system during sleep and wakefulness in an experimental model for Alzheimer's diseaseeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Batalhão, Luciane Helena Gargaglioni
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5850453468994497por
dc.contributor.advisor-co1Carretiero, Daniel
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4483052683524615por
dc.description.resumoA disfunção do sistema respiratório é vista em várias doenças neurodegenerativas, entre elas o Alzheimer. Entretanto, as informações sobre como os mecanismos fisiopatológicos da doença estão relacionados ás alterações do sistema respiratório ainda permanecem insuficientemente documentados. Aqui, tratamos animais com estreptozotocina intracerebroventricular (STZ, 2 mg/kg). No capítulo 1, medimos a ventilação (VE), eletroencefalografia e eletromiografia durante normocapnia, hipercapnia e hipóxia em ratos Wistar. Além disso, realizamos análises de western blot para tau fosforilada, tau total e peptídeo amiloide- (βA) no locus coeruleus (LC), núcleo retrotrapezóide (RTN), rafe medular, complexo pré-B¨otzinger/B¨otzinger e hipocampo, e avaliamos a aquisição de memória e aprendizagem usando o labirinto de Barnes. O modelo STZ-DA aumentou a resposta ventilarória na hipercapnia em 26% durante vigília devido o aumento do volume corrente, mas nenhuma alteração na ˙VE foi observada no ar ambiente ou em condições de hipóxia. Observamos o aumento de 93% da porcentagem de tempo de vigília durante a normocapnia no modelo STZ. E, associamos os resultados ao aumento de 73% do peptídeo beta amiloide na região do LC. Afim de, analisarmos a propriedades eletrofisiológicas e a sensibilidade dos neurônios do LC durante a hipercapnia (10% CO2, pH=7) no modelo STZ-DA, nós realizamos a técnica de patch clamp no capítulo 2. Nós observamos que a maioria (~ 60%) dos neurônios noradrenérgicos do LC em ratos adultos foram inibidos após a exposição ao CO2, conforme indicado por uma diminuição significativa do potencial de ação (PA). O modelo STZ-DA teve uma maior sensibilidade ao CO2 de 57% comparado aos controles que foi em parte devido à hiperpolarização do potencial de membrana em repouso -52.2 mV. A redução do PA em ambos os grupos foi geralmente acompanhada por menor atividade da rede do LC, limiar despolarizado de PA, aumento da repolarização de PA e aumento da corrente através de uma subpopulação de canais de K + dependentes de voltagem (KV). Em seguida, no capítulo 3, nós decidimos fazer um tratamento com o fármaco minociclina para revertermos as disfunções cognitivas, respiratórias, do ciclo sono-vigília, e moleculares encontradas anteriormente no capítulo 1 no modelo STZ. Para isso, realizamos as mesmas técnicas do capítulo 1. Adicionalmente os animais foram tratados por cinco dias com minociclina na dose de 30 mg/kg, analisamos as células da micrologia na região do LC por imunohistoquímica para IBA-1 e as citocinas pró-inflamatórias por PCR em tempo Real. O tratamento com minociclina melhorou o aprendizado e a memória, possivelmente devido à diminuição da densidade celular e inativação das células da microglia na região do LC, bem como, diminuição da citocina IL-B. No entanto, o tratamento não reverteu o aumento da sensibilidade ao CO2 durante a vigília em ar ambiente. Da mesma forma, não observamos diminuição na expressão do peptídeo beta-amilóide na região LC após o tratamento. Nosso estudo demonstra que a resposta ventilatória ao CO2 está aumentada no modelo de STZ devido às alterações nos neurônios noradrenérgicos do LC que estão com suas propriedades eletrofisiológicas alteradas possivelmente por um aumento na beta-amilóide. As alterações cognitivas e do sono observadas no modelo STZ são decorrentes da alteração na micróglia, uma vez que, o uso de minociclina foi capaz de atenuar.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma Interinstitucional de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - PIPGCFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIApor
dc.description.sponsorshipId2016/04412-0por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0376859315989162por


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