Evidence for a role of nitric oxide in hindlimb vasodilation induced by hypothalamic stimulation in anesthetized rats

Abstract

Electrical stimulation of the hypothalamus produces cardiovascular adjustments consisting of hypertension, tachycardia, visceral vasoconstriction and hindlimb vasodilation. Previous studies have demonstrated that hindlimb vasodilation is due a reduction of sympathetic vasoconstrictor tone and to activation of β 2 -adrenergic receptors by catecholamine release. However, the existence of a yet unidentified vasodilator mechanism has also been proposed. Recent studies have suggested that nitric oxide (NO) may be involved. The aim of the present study was to investigate the role of NO in the hindquarter vasodilation in response to hypothalamic stimulation. In pentobarbital-anesthetized rats hypothalamic stimulation (100 Hz, 150µA, 6 s) produced hypertension, tachycardia, hindquarter vasodilation and mesenteric vasoconstriction. Alpha-adrenoceptor blockade with phentolamine (1.5 mg/kg, iv) plus bilateral adrenalectomy did not modify hypertension, tachycardia or mesenteric vasoconstriction induced by hypothalamic stimulation. Hindquarter vasodilation was strongly reduced but not abolished. The remaining vasodilation was completely abolished after iv injection of the NOS inhibitor L-NAME (20 mg/kg, iv). To properly evaluate the role of the mechanism of NO in hindquarter vasodilation, in a second group of animals L-NAME was administered before α-adrenoceptor blockade plus adrenalectomy. L-NAME treatment strongly reduced hindquarter vasodilation in magnitude and duration. These results suggest that NO is involved in the hindquarter vasodilation produced by hypothalamic stimulation.

Interaction of medullary P2 and glutamate receptors mediates the vasodilation in the hindlimb of rat

“…***P<0.001 difference to control HDA stimulation. A possible explanation is that the increase in AP was presumably due to vasoconstriction in mesenteric arteries [4,13] but also partly in consequence of a rise in cardiac output (tachycardia). The increase in AP baseline following suramin or kynurenate microinjected into the NTS was similar to reports in previous studies [35][36][37][38].…”

“…Activation of the hypothalamic defense area (HDA), corresponding to the perifornical hypothalamus [2], increases arterial pressure (AP), heart rate (HR), and vascular conductance to the hindlimb (HVC) in cat [3] and rat [4][5][6]. The increase in vascular conductance is mediated by withdrawal of sympathetic tone and release of epinephrine by the adrenal medulla [5,6].…”

Vias centrais purinérgicas envolvidas na regulação do fluxo sangüíneo muscular durante os comportamentos de alerta e defesa

“…Em estudos com ratos anestesiados de Yardley e Hilton (1986,1987 utilizaram a estimulação da HDA para evocar ajustes cardiovasculares com aumento da pressão arterial, aumento da freqüência cardíaca e vasodilatação muscular nos membros posteriores. Estudos mais recentes de (Davisson et al, 1997;Possas et al, 1997;Cravo et al, 2003;Ferreira-Neto et al, 2005) indicam a vasodilatação como resultante de três principais mecanismos: 1) retirada do tônus simpático vasoconstritor, 2) liberação de catecolaminas pela medula da adrenal, 3) liberação de óxido nítrico e fatores nitrosilados.…”

“…Resultados prévios do nosso laboratório indicam que a vasodilatação muscular nos membros posteriores em ratos anestesiado induzida por estimulação elétrica hipotalâmica é abolida após a combinação de adrenalectomia bilateral e infusão sistêmica de fentolamina, seguido pela administração sistêmica de L-NAME, um antagonista competitivo da NOS neuronal e endotelial (Ferreira-Neto et al, 2005).…”

“…Estudos com autorradiografia e imuno-histoquímica(Tuyau et al, 1997;Kanjhan et al, 1999;Thomas et al, 2000;Yao et al, 2001) também mostraram uma alta densidade de receptores P2x e A2a em outras regiões mais intermediárias e rostrais do NTS. No rato, os sítios onde estão localizados os receptores purinérgicos do NTS intermédio coincidem com as regiões responsáveis pelas aferências do barorreflexo(Dias et al, 2005) e com os sítios de resposta cardiovascular frente a microinjeção de glutamato(Colombari et al, 1996;Sapru, 2002).Em nossos experimentos a estimulação elétrica da HDA gerou uma vasodilatação no leito muscular esquelético de membros posteriores compatível com resultados de outros trabalhos(Yardley & Hilton, 1986; Cravo et al, 2003;Ferreira-Neto et al, 2005). A microinjeção de suramin (antagonista P2x de amplo espectro) bilateralmente no NTS provocou redução intensa da resposta vasodilatadora durante a estimulação elétrica do hipotálamo.…”