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Tesis:

Caracterización del Fenotipo Cardiorrespiratorio de los Ratones “conexina-36 knockout” : un Modelo de Muerte Súbita de la Infancia y de Apneas de Sueño en el Adulto

  • Autor: PÉREZ ATENCIO, Leonel Francisco

  • Título: Caracterización del Fenotipo Cardiorrespiratorio de los Ratones “conexina-36 knockout” : un Modelo de Muerte Súbita de la Infancia y de Apneas de Sueño en el Adulto

  • Fecha: 2017

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION

  • Departamentos: TECNOLOGIA FOTONICA Y BIOINGENIERIA

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/48051/

  • Director/a 1º: BARRIO CALVO, Luis Carlos

  • Resumen: La respiración es un proceso homeostático de origen neuronal cuyas alteraciones tienen graves consecuencias para la salud humana. Los circuitos neuronales del tronco encefálico que generan el ritmo respiratorio y controlan las respuestas a los cambios de O2 y CO2 están organizados en una serie de redes de neuronas excitadoras e inhibidoras interconectadas por sinapsis químicas y eléctricas. Connexin-36 (Cx36) es el componente principal de las sinapsis eléctricas que median el acoplamiento eléctrico entre las neuronas del centro respiratorio; la Cx36 alcanza su nivel máximo de expresión durante la lactancia y posteriormente disminuye hasta la edad adulta. Se desconoce el papel que desempeña el acoplamiento eléctrico mediado por la Cx36 en la fisiología y las patologías del centro respiratorio. Para abordar esta cuestión se ha caracterizado el fenotipo respiratorio de los ratones que carecen constitutivamente de Cx36 (i.e., “ratones Cx36 knockout”) durante la lactancia (P14) y en los adultos jóvenes. La mayoría de los ratones Cx36KO en P14 mostraron una frecuencia respiratoria más lenta con mayor variabilidad del ritmo, y en un menor porcentaje una respiración anormal tipo Cheyne-Stokes. Además, estos ratones respondieron a la hipoxia y la hipercapnia en el aire inhalado con un esfuerzo ventilatorio anormalmente aumentado, y tienen un riesgo significativamente elevado de sucumbir por un síndrome de muerte súbita infantil inducido por hipoxia-hipercapnia (i.e., por "asfixia"). En la edad adulta, los ratones Cx36-KO en comparación con ratones silvestres respiraron más rápidamente en vigilia tranquila, pero la caída de frecuencia respiratoria durante el sueño NREM fue más pronunciada; durante el sueño REM la respiración se vuelve más arrítmica y aumentan de forma significativa el número de apneas. La gasometría realizada en los Cx36KO adultos reveló una acidosis respiratoria crónica. Basándose en este fenotipo respiratorio que muestran los ratones Cx36KO, se puede inferir que el acoplamiento eléctrico mediado por la Cx36 durante la lactancia protege contra el síndrome de muerte súbita infantil y en la edad adulta previene la aparición de las apneas del sueño. ABSTRACT Breathing is a primal homeostatic neural process, which disturbances have severe consequences for human health. Brainstem neural circuits generating respiratory rhythm and controlling responses to O2 and CO2 changes are organized as serially arrayed networks of excitatory and inhibitory neurons interacting by chemical and electrical synapses. Connexin-36 (Cx36) is the principal component of electrical synapses in the respiratory center; Cx36 expression is upregulated at neonatal periods and then decreases during postnatal development. However, the role played by Cx36-mediated electrical coupling on the respiratory center is unknown. To address this issue we have characterized the respiratory phenotype of mouse lacking Cx36 (Cx36-knockout) during lactation (P14) and in young adults. Most of Cx36KO mice at P14 showed a slower respiratory rate with greater rhythm variability, and few of them an abnormal Cheyne-Stokes respiration. In addition, they responded to hypoxia and hypercapnia in the inhaled air with an abnormal enhanced ventilatory effort, and the risk of sudden infant death syndrome by “asfixia” (i,e., by hypoxia-hipercapnia) was significantly elevated. In adulthood, Cx36-KO mice in comparison with WT mice breathed more rapidly in quite wakefulness. However, the decay of respiratory frequency at NREM sleep was more pronounced and during REM sleep breathing became more arrhythmic and showed an abnormal increased number of apneas. Blood gas analysis of Cx36KO revealed an acid-basic imbalance, a respiratory acidosis with renal compensation. Thus, based on the phenotype exhibited by Cx36KO phenotype, it can infer that the Cx36 expression protects against sudden infant death syndrome during lactation and in adulthood of sleep apneas.