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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2024.tde-25072024-110616
Document
Author
Full name
Paloma Molina Hernandes
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2024
Supervisor
Committee
Zangrossi Junior, Helio (President)
Coimbra, Norberto Cysne
Gargaglioni, Luciane Helena
Panissi, Christie Ramos Andrade Leite
Title in Portuguese
O papel da orexina no núcleo dorsal da rafe na mediação de respostas defensivas associadas ao pânico
Keywords in Portuguese
Beetle mania task
Exposição ao CO2
Núcleo dorsal da rafe
Orexina
Serotonina
Transtorno do pânico
Abstract in Portuguese
O envolvimento do sistema serotoninérgico com a fisiopatologia do transtorno do pânico (TP) é reconhecida há décadas. No sistema nervoso central a serotonina é encontrada em sete núcleos específicos, dentre os quais destaca-se o núcleo dorsal da rafe (NDR), principal fonte de inervação serotonérgica para estruturas encefálicas criticamente envolvidas na fisiopatologia do TP, como a substância cinzenta periaquedutal dorsal (SCPd). Sabe-se que na SCPd, a serotonina promove efeito de reduzir a expressão de respostas fuga, comportamento consistentemente associado ao pânico, em diferentes modelos animais. Recentemente, o papel desempenhado por projeções orexinérgicas que partem do hipotálamo lateral, área perifornical e do hipotálamo dorso-medial têm merecido crescente atenção devido a sua capacidade de modular a expressão de comportamentos defensivos relacionados ao pânico. Estudos recentes mostram que a orexina-A (OXA) no NDR é capaz de excitar neurônios serotonérgicos, o que presumivelmente acarretaria um aumento de liberação de serotonina para áreas como a SCPd, ocasionando um possível efeito panicolítico. No entanto, esta hipótese ainda não foi avaliada experimentalmente. O objetivo geral do presente trabalho foi o de investigar o papel da OXA no NDR, mais especificamente no subnúcleo asas-laterais, na modulação de respostas de fuga em camundongos, através do emprego de modelos de pânico respiratório e não respiratório. Para tal, no experimento 1, investigamos o papel dos receptores orexinérgicos do tipo 1 (OX1R) localizados nas asas-laterais, através da administração local do antagonista SB 334867 e da própria OXA, na modulação do comportamento de fuga medido no modelo experimental de exposição a uma alta concentração de CO2 (20%). Os resultados obtidos demonstram que a injeção intra-asas-laterais do antagonista do OX1R não alterou o número de saltos e nem a atividade locomotora dos animais. Já a injeção da maior dose de OXA (28pmol/50nl) foi capaz de reduzir o número de saltos sem alterar a atividade locomotora, sugerindo um efeito panicolítico. Na sequência, ainda utilizando o teste de exposição ao CO2, investigamos o papel dos receptores 5-HT1A da SCPd na mediação das consequências comportamentais decorrentes da estimulação farmacológica de receptores OX1R nas asas-laterais do NDR. Os resultados mostraram que a injeção prévia do antagonista de receptores 5-HT1A WAY-100635 na SCPd bloqueou o efeito de redução de saltos provocado pela injeção de OXA. Na segunda etapa do trabalho, a fim de verificar a generalidade de nossos achados, investigamos as consequências de injeções intra-asas laterais de OXA em camundongos submetidos ao "Beetle mania task" (BMT), usado como modelo de pânico não respiratório. Antes desta análise, procuramos validar este teste para o uso em nosso laboratório. Verificamos que a linhagem de camundongos C57Bl/6 é que a mais expressa respostas de fuga quando comparada às linhagens Balbc, Swiss e CD1. Em camundongos C57Bl/6, a droga panicolítica alprazolam reduziu o número de fugas horizontais e salto, além de aumentar a tolerância ao besouro-robô. Já o ansiolítico diazepam reduziu o número de fugas horizontais. Por sua vez o tratamento crônico com a fluoxetina não alterou nenhum dos comportamentos observados. Em relação as consequências de injeções de OXA nas asas-laterais, os resultados mostraram que a OXA em sua maior dose aumentou o número de saltos, sem alterar os demais comportamentos analisados. Os resultados obtidos indicam o envolvimento da OXA nas asas-laterais do NDR na modulação dos comportamentos defensivos relacionados ao pânico. No entanto, a direção desta regulação parece depender do estímulo panicogênico empregado.
Title in English
The role of orexin in the dorsal raphe nucleus on the modulation of panic-like behaviors
Keywords in English
Beetle mania task
CO2 exposure
Dorsal raphe nucleus
Orexin
Panic disorder
Serotonin
Abstract in English
The involvement of the serotonergic system in the pathophysiology of panic disorder (PD) has been recognized for decades. The dorsal raphe nucleus (DRN) is the main source of serotonin innervation to encephalic structures involved in the pathophysiology of PD, such as the dorsal periaqueductal gray matter (dPAG). A wealth of evidences indicates that the serotonin in the dPAG promotes the effect of reducing the expression of escape responses, a behavior consistently associated with panic, in different animal models. Recently, the role played by orexinergic projection, originated from lateral hypothalamus, perifornical area and dorsomedial hypothalamus, have increasing attention due to their ability to modulate the expression of defensive behaviors related to panic. Electrophysiology studies show that orexin-A (OXA) in the DRN is capable of exciting serotonergic neurons, suggesting a potential increase in serotonin release within the dPAG, which would lead to a panicolytic effect. However, this hypothesis has not been evaluated experimentally. In this study, we investigated the role of OXA in the DRN, more specifically in the lateral wings area, on the modulation of escape behavior in mice, using respiratory and non-respiratory panic models. The experiment 1 shows no effect of SB 334867, antagonist of orexinergic type 1 receptor (OX1R), injections in the lateral wings of the DRN on the number of jumps and locomotor activity in mice exposed to 20% of CO2. In the meantime, the injection of the highest dose of OXA (28 pmol/50nl) was able to reduce the number of jumps without altering locomotor activity, indicating a panicolytic effect. Next, we investigated the involvement of 5-HT1A receptors in the dPAG in mediating the behavioral consequences resulting from pharmacological stimulation of OX1R receptors in the lateral wings. The results show that the previous injection of the 5-HT1A receptor antagonist WAY-100635 in the SCPd blocked the jump reduction effect caused by OXA injections in the lateral wing of the DRN. In order to verify the generality of our findings, in the second stage of this study we investigated the consequences of OXA injections in the lateral wings in mice exposed to the "Beetle mania task" (BMT), used as a model of non-respiratory panic. Prior to this analysis, we validated this test for use in our laboratory. We found that the C57Bl/6 mouse line expresses more escape behaviors when compared to the Balbc, Swiss and CD1 lines. In C57Bl/6 mice, the panicolytic drug alprazolam reduced the number of horizontal escapes and jumps, in addition to increasing tolerance to the robot beetle. The anxiolytic diazepam reduced the number of horizontal escapes and the chronic treatment with fluoxetine did not change any of the observed behaviors. Regarding the consequences of lateral wings injections of OXA, the results showed that OXA at its highest dose increased the number of jumps, without changing the other behaviors analyzed. The results obtained indicate the involvement of OXA specifically in the lateral wings of the DRN on the modulation of defensive behaviors related to panic. However, the direction of this regulation appears to depend on the stimulus inducing the defensive response associated with panic.
 
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Publishing Date
2024-07-26
 
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