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dc.contributor.advisorEugenín, Jaime Luciano
dc.creatorOlivares, Maria Jose
dc.date.accessioned2019-02-06T19:35:42Z
dc.date.available2019-02-06T19:35:42Z
dc.date.issued2018es_CL
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10533/232951
dc.description.abstractLa quimiorrecepción central respiratoria es esencial para ajustar la respiración frente a las demandas fisiológicas, y para mantener la homeostasis de PCO2 y pH en el cerebro. Se ha descrito que los astrocitos de la superficie ventral del troncoencéfalo, específicamente en el núcleo retrotrapezoide, aumentan su concentración de Ca2+ intracelular ([Ca2+]i) y liberan ATP en respuesta a acidosis. A pesar de esto, se desconocía si astrocitos de otras regiones del troncoencéfalo, principalmente de núcleos considerados quimiosensibles, responden a acidosis hipercápnica, es decir, al aumento de la concentración de H+ y PCO2. Nuestra hipótesis postula que los astrocitos de la porción caudal del troncoencéfalo también son sensores de H+ y PCO2, contribuyendo a la respuesta a la acidosis hipercápnica. Para ello hemos desarrollado experimentos in vivo, como pletismografía de cuerpo completo de ratones CF1 adultos, para evaluar los parámetros ventilatorios en respuesta a acidosis hipercápnica al inyectar fluoroacetato (FA, toxina metabólica astroglial) directamente sobre el núcleo raphe obscurus (ROb). Se utilizó la preparación de rebanada de troncoencéfalo para registrar electrofisiológicamente la frecuencia respiratoria (fR) ficticia desde columna respiratoria ventral a acidosis hipercápnica y al realizar acidificaciones locales en los distintos núcleos quimiosensibles de esta preparación, tanto en condiciones normales como inhibiendo metabólicamente los astrocitos con FA. In vitro, cultivos primarios de astrocitos troncoencefálicos para determinar la respuesta de [Ca2+]i y si se liberan sustancias como ATP, D-Ser y Glu frente a acidosis normocápnica e hipercápnica. Los resultados obtenidos muestran que astrocitos bulbares en cultivo son capaces de aumentar [Ca2+]i tanto en respuesta a acidosis normocápnica como a acidosis hipercápnica, además liberan ATP, D-Ser y Glu. Al inhibir metabólicamente los astrocitos con FA en rebanadas de troncoencéfalo, se suprime el aumento de la fR en respuesta a acidosis hipercápnica, como también el aumento de la fR al acidificar localmente los núcleos quimiosensibles. Finalmente, se inyectó FA directamente en el ROb in vivo; la fR, VT y VE aumentan cuando se respira aire enriquecido con un 10% de CO2, pero en animales a los que se inyectó FA, este aumento fue significativamente menor después del estímulo de hipercapnia. Estos resultados revelan que una fracción de los astrocitos de la porción caudal del troncoencéfalo son también quimiosensibles y contribuyen a la respuesta respiratoria inducida por acidosis hipercápnica. Al sensar los cambios en H+ y PCO2, aumentan su [Ca2+]i y, probablemente, secundario al aumento [Ca2+]i, liberan ATP, D-Ser y Glu, los cuales activarían la red neural respiratoria, ya sea por acciones directas sobre las neuronas o modificando la eficacia sináptica de los circuitos que ellas conforman. Estos resultados ponen de relieve la especialización de los astrocitos bulbares como sensores de H+ y PCO2, y liberadores de gliotransmisores como parte del rol que cumplen en la respuesta respiratoria a hipercapnia.es_CL
dc.description.abstractCentral respiratory chemoreception is essential to adjust respiration against physiological demands, and to maintain CO2 and pH homeostasis in the brain. Previously, it has been described that astrocytes from the ventral surface of the brainstem, specifically in the retrotrapezoid nucleus, increase intracellular Ca2+ concentration and release ATP in response to acidosis. Despite this, it was not known if astrocytes from other regions of the brainstem, from chemosensitive areas, respond to hypercapnic acidosis when increase H+ and CO2 concentration. Our hypothesis postulates that astrocytes from the caudal portion of the brainstem are also central chemoreceptors and contribute to the response to hypercapnic acidosis. For this we have performance in vivo experiments, such as full-body plethysmography of adult CF1 mice, and we evaluate the response to hypercapnic acidosis after fluoroacetate microinjections (FA, astroglial metabolic toxin) directly into the raphe obscurus nucleus (ROb). The medullary slice preparation was obtained for recording from ventral respiratory column and observed to increase of respiratory frequency (fR) in hypercapnic acidosis and local acidifications into the chemosensitive nuclei of this slice, before and after incubation with FA. In vitro, we also performed primary cultures of brainstem astrocytes to determine the intracellular Ca2+ response and if such substances ATP, D-Ser and Glu are released in normocapnic acidosis and hypercapnic acidosis conditions. The results show that medullary astrocytes in culture was capable of increasing intracellular Ca2+ in response to normocapnic acidosis and hypercapnic acidosis, and they release ATP, D-Ser and Glu. By metabolically inhibiting astrocytes with fluoroacetate (FA, astroglial metabolic toxin) in brainstem slices, the increase in fR in response to hypercapnic acidosis was suppressed and abolish the increase in fR by locally acidifying the chemosensitive nuclei in this preparation. Finally, FA was injected directly into the ROb in adult mice and we observed ventilatory parameters were recorded to evaluate its response to hypercapnia. fR, tidal volume and ventilation increase when breathing air enriched with 10% CO2, but in animals that were injected with FA, this increase was significantly lower after hypercapnia stimulus. These results show that the astrocytes from caudal portion of the brainstem are chemosensitive and contribute to the response to hypercapnic acidosis. When sensing the changes in H+ and CO2, they increase their intracellular Ca2+ and release gliotransmitters such as ATP, Glu and D-Ser. These substances activate respiratory neurons that command to respiratory rhythm, and these effects mediated the central chemosensitive response to hypercapnia.es_CL
dc.relationinstname: Conicyt
dc.relationreponame: Repositorio Digital RI2.0
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesses_CL
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/*
dc.titleContribución de los astrocitos troncoencefálicos en la quimiorrecepción central respiratoriaes_CL
dc.titleContribution of brainstem astrocytes in central respiratory chemoreceptiones_CL
dc.typeTesis Doctorado
dc.contributor.institutionUNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEes_CL
dc.identifier.folio21140669es_CL
dc.country.isoChilees_CL
dc.description.conicytprogramPFCHA-Becas
dc.relation.projectidinfo:eu-repo/grantAgreement//21140669es_CL
dc.relation.setinfo:eu-repo/semantics/dataset/hdl.handle.net/10533/93488
dc.rights.driverinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesises_CL
dc.description.shortconicytprogramPFCHA-Becas
dc.type.tesisTesis
dc.subject.oecd1nMedicina y Ciencias de la Saludes_CL
dc.subject.oecd2nMedicina Básicaes_CL
dc.subject.oecd3nNeurocienciases_CL
dc.type.openaireinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion


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