Ativação dos adrenoceptores beta periféricos como estímulo incondicionado aversivo e a sua mediação pela região dorsolateral da matéria cinzenta periaquedutal

Abstract

A sobrevivência de um animal depende da sua habilidade em responder adequadamente a estímulos que possam sinalizar uma ameaça. Os organismos desenvolvem mecanismos para avaliar e modular experiências desagradáveis que possam sinalizar perigo, que incluem sensações exteroceptivas, do ambiente, mas também sensações interoceptivas, do meio interno. Apesar da crescente apreciação da importância da interocepção na sinalização de perigo, pouco se sabe sobre até que ponto realmente vai a sua participação na formação de representações cognitivas. De maneira geral, os animais são expostos a estímulos exteroceptivos e interoceptivos que podem tornar-se estímulos incondicionados dependendo de sua relevância. A matéria cinzenta periaquedutal parece desempenhar um papel fundamental na integração dos aspectos emocionais da regulação homeostática e no processamento de informações para formação de memórias aversivas. Com base nesses dados, esse estudo testou a hipótese de que as alterações cardiovasculares produzidas pela estimulação periférica dos adrenoceptores beta pode servir como estímulo incondicionado aversivo e que essa sinalização é processada pela porção dorsolateral da matéria cinzenta periaquedutal (MCPdl). Ratos Wistar machos foram submetidos a um protocolo de condicionamento aversivo olfatório. A injeção intraperitoneal do agonista dos adrenoceptores beta (isoprenalina) (10 mg/kg) administrada 30 min antes da sessão de condicionamento foi capaz de produzir uma associação com um estímulo olfatório neutro e sustentar um condicionamento aversivo olfatório. Essa dose de isoprenalina foi capaz de gerar alterações cardiovasculares, diminuindo a pressão arterial média e aumentando a frequência cardíaca dos ratos. O efeito da injeção de isoprenalina sistêmica foi bloqueado pelo pré-tratamento utilizando o antagonista dos adrenoceptores beta periféricos (nadolol, 10 mg/kg) 30 min antes da injeção de isoprenalina sistêmica e também pela infusão do antagonista dos receptores NMDA (AP5, 6 nmol/0,2µl) na MCPdl 10 min antes do tratamento com isoprenalina sistêmica. Em adição, foi demonstrado que o condicionamento aversivo olfatório gerado pela estimulação direta da MCPdl utilizando o agonista dos receptores glutamatérgicos subtipo NMDA (NMDA, 50pmol/0,2µl) é independente da ativação dos adrenoceptores beta periféricos, já que a injeção de nadolol (10mg/kg) não foi capaz de bloquear o condicionamento aversivo olfatório sustentado pela ativação dos receptores glutamatérgicos subtipo NMDA. Além disso, a estimulação química direta da matéria cinzenta periaquedutal utilizando isoprenalina (40nmol/0,2 µl) também gera um condicionamento aversivo olfatório. Com base nos resultados obtidos, confirmamos nossa hipótese de que as alterações cardiovasculares produzidas pela estimulação periférica dos adrenoceptores beta serve como estímulo incondicionado aversivo, gera um condicionamento aversivo olfatório, e que a sinalização desse evento é processada pela MCPdl.

Abstract : Survival depends on the animal s ability to respond appropriately to threat-signaling stimuli. In general, organisms develop mechanisms to evaluate and coping strategies to modulate unpleasant experiences that signal danger and include not only exteroceptive information (from the environment) but also interoceptive information (from the body). Despite growing attention towards the importance of interoception in danger signaling, little is known about how it participates in cognitive processing of its representations. Commonly, animals are exposed to exteroceptive and interoceptive information which can become unconditioned stimuli depending on its relevance. The periaqueductal gray matter has a critical role in the integration of the emotional aspects of homeostatic regulation and information processing that leads to the formation of an aversive memory. This study was designed to test the hypothesis that (1) cardiovascular alterations produced by the peripheral stimulation of beta adrenoreceptors serve as an aversive unconditioned stimulus, and (2) this interoceptive information is processed by the dorsolateral portion of the periaqueductal gray matter (dlPAG). Thus, male Wistar rats received a beta adrenoreceptor agonist (Isoprenaline, 10 mg/kg, i.p.) 30 min before conditioning session, and was submitted to an aversive olfactory conditioning protocol. The cardiovascular alterations such as reduced arterial blood pressure and increased cardiac frequency, caused by Isoprenaline were able to generate an aversive association with a previously neutral olfactory stimulus. Nadolol (10 mg/kg, i.p.), a peripheral beta adrenoreceptor antagonist, was able to prevent the effects of isoprenaline when injected 10 min before its administration. Isoprenaline effects were also prevented by the intra-dlPAG infusion of the NMDA receptor antagonist AP5 (6 nmol/0.2 µL) 10 min before its intraperitoneal administration. It was also shown that the aversive olfactory conditioning generated by the NMDA agonist infusion intra-dlPAG (NMDA, 50 pmol/0.2µL) was independent from the peripheral beta adrenoreceptor activation, since the intraperitoneal injection of nadolol failed to prevent it. On the other hand, the direct stimulation of the dlPAG with isoprenaline (40 nmol/0.2µL) also generates an olfactory aversive conditioning. These results confirm the hypothesis that cardiovascular alterations induced by the peripheral activity of beta adrenoreceptors act as unconditioned stimulus in an aversive olfactory conditioning paradigm modulated by the dlPAG.