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Previous issue date: 2003-02-28 === Universidade Federal de Minas Gerais === Deficit of water and sodium in the body is detected by receptors located in different parts of the body. These receptors or hormones signalize to specific areas in the brain that control renal responses and water and sodium intake. Among these areas are: organum vasculosum of the lamina terminalis (OVLT),
subfornical organ (SFO), anteroventral third ventricle (AV3V) region, hypothalamus, amygdala, septal area (SA), nucleus of the solitary tract (NTS), area postrema (AP) and lateral parabrachial nucleus (LPBN). Besides the
regulation of fluid and electrolytic balance, these areas are also involved in cardiovascular control. Angiotensin II (ANG II) is a peptide that induces water and sodium ingestion and participates in cardiovascular regulation. Other neurotransmitters, like serotonin, cholecystokinin and atrial natriuretic peptide, can inhibit water and sodium intake. Another important inhibitory mechanism for water and
sodium intake is related to central α2-adrenergic/imidazoline receptors. Central
injection of the anti-hypertensive drugs, moxonidine and clonidine (α2-adrenergic/imidazoline receptor agonists), reduces water and sodium intake in different protocols (water dehydration, 24 h sodium depletion and administration of ANG II). So, the goals of this study were: a) to study the effects of moxonidine injected into the cerebral ventricles (lateral ventricle - LV and 4th ventricle - 4th V), amygdaloid complex, central
nucleus of amygdala (CNA), basal nucleus of amygdala (BNA) and lateral hypothalamus (LH) on 0.3 M NaCl intake induced by sodium depletion
(treatment combining subcutaneous injection of furosemide + sodium deficient food for 24 h);
b) to test the effects of moxonidine injected into LV, 4th V and LH on the pressor response produced by the injection of ANG II and carbachol
(cholinergic agonist) into the LV; c) to investigate the participation of α2-adrenergic receptors on the effects of moxonidine, injected into LV, on sodium depletion-induced 0.3 M
NaCl intake and ANG II-induced pressor response;
d) using imunohistochemical technique, to detect c-fos protein in forebrain areas after moxonidine injection into LV in normovolemic rats, sodium depleted rats or rats that were treated with central injection of ANG II.
Male Holtzman rats with a stainless steel guide-cannulas implanted into the cerebral ventricles: LV (volume of injection: 1-3 µl) and 4th V (volume of injection: 1 µl); unilaterally into LH (volume of injection: 0.5 µl) and bilaterally
into the amygdaloid complex (volume of injection: 1 µl), CNA (volume of injection: 0.2-0.4 µl) and BNA (volume of injection: 0.2-0.4 µl) were used. Moxonidine (20 nmol) injected into LV reduced sodium depletion-induced
0.3 M NaCl intake during all the period of the experiment (120 min), while moxonidine injected into 4th V, reduced 0.3 M NaCl intake only in the first 60 min. Bilateral injections of moxonidine (5, 10 and 20 nmol/1 µl) into amygdaloid complex and BNA (20 nmol/0.4 µl), but not into CNA, reduced sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake. Unilateral injection of moxonidine into LH did not change sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake. These results show that the activation of α2-adrenergic/imidazoline receptors produced by the
injection of moxonidine into LV, 4th V and amygdaloid complex (especially into the BNA), but not into LH and CNA, reduce hypertonic NaCl intake. To investigate the role of the α2-adrenergic receptors on the inhibitory
effect of moxonidine on 0.3 M NaCl intake, specific α2-adrenergic receptor antagonists, such as RX 821002, yohimbine and SKF 86466, were combined with moxonidine. The results show that icv injection of RX 821002 (40 and 80 nmol) and SKF 86466 (640 nmol) abolished the inhibitory effect of moxonidine (20 nmol) on 0.3 M NaCl intake during all the period of the experiment, while yohimbine (320 nmol) abolished the antinatriorexigenic effect of moxonidine
only in the last hour of the experiment (60 to 120 min). These results suggest the involvement of central α2-adrenergic receptors on the inhibitory effect of moxonidine on sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake. Besides, we
observed an increase on sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake following the treatment with RX 821002 (40 nmol) and yohimbine (320 nmol) alone, that suggests a possible tonic function to the central α2-adrenergic receptors on the
control of hypertonic NaCl intake. The injection of moxonidine alone (respectively, 20 and 80 nmol) into LH and VL did not change mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR), while moxonidine administered into 4th V produced hypotension and bradycardia. The
80 nmol dose of moxonidine injected into LV reduced the pressor response produced by central injections of ANG II (50 ng) and carbachol (4 nmol). Moxonidine (20 nmol) injected into LH and 4th V reduced the ANG II-induced pressor response, but not carbachol-induced pressor response. So, it was demonstrated that central injection of moxonidine reduces the pressor
responses produced by angiotensinergic (mainly) and cholinergic activation (in a minor degree). The injection of yohimbine (320 nmol) into the LV abolished the inhibitory effect of moxonidine (80 nmol), also injected into LV, on the
pressor response produced by icv injection of ANG II, suggesting that moxonidine acting through central α2-adrenergic receptors inhibits ANG IIinduced pressor response. The injection of moxonidine into LV in normovolemic and satiated rats induced the expression of c-fos protein in the following areas: OVLT, ipslateral lateral septal area (ipsLSA), ventral median preoptic nucleus (vMPN), paraventrivular nucleus (PVN) and supraoptic nucleus (SON). These areas are
involved in the fluid and electrolytic balance and cardiovascular regulation. ANG II injected into LV produced c-fos expression in the following areas: ipsLSA, dorsal median preoptic nucleus (dMPN), PVN and SHN and reduced cfos
expression in contLSA (contra lateral lateral septal area). Previous injection of moxonidine did not change the c-fos protein expression induced by central injection of ANG II. Separated treatments with moxonidine and ANG II produce c-fos expression in similar areas, so it is difficult to know which treatment is
responsible to c-fos protein expression observed after the combination of the two treatments. Maybe, moxonidine could be inhibiting the c-fos expression induced by ANG II and the c-fos expression noted after the combined treatment
could be produced only by moxonidine. In sodium depleted rats, icv injection of moxonidine induced an increase on c-fos expression in ipsLSA and dMPN, and a decrease in OVLT, suggesting that changes in the activity of these areas could be responsible to the inhibitory
effect of moxonidine on 0.3 M NaCl intake.
In summary, the results showed: a) moxonidine injected into LV, 4th V, amygdaloid complex and BNA, but not into LH and CNA, inhibits sodium depletion-induced 0.3 M NaCl intake; b) RX 821002, yohimbine and SKF 86466 (specific α2-adrenergic receptor antagonists) abolished the inhibitory effect of moxonidine on 0.3 M NaCl intake, suggesting that the inhibitory effect of moxonidine is mediated through α2-adrenergic receptors. RX 821002 and yohimbine increased sodium depletioninduced 0.3 M NaCl intake, suggesting a possible tonic role of α2-adrenergic
receptors on the inhibition of NaCl intake;
c) moxonidine injected into LV, 4th V and LH reduced the pressor response produced by central angiotensinergic activation, while moxonidine injected only into LV was able to reduce the pressor effect of carbachol. Therefore central
injection of moxonidine can inhibit mainly the ANG II-induced pressor response and only partially carbachol-induced pressor response. The reduction on ANG II-induced pressor response produced by moxonidine injected into LV was
abolished by the pre treatment with yohimbine, suggesting the involvement of central α2-adrenergic receptors on the inhibitory effect of moxonidine on the pressor response produced by angiotensinergic activation; d) in normovolemic and satiated rats, moxonidine injected into LV induced c-fos expression in several cerebral areas: OVLT, ipsLSA, vMPN, PVN and SON.
ANG II (50 ng) injected into LV increased c-fos expression in the following areas: ipsLSA, dMPN, PVN and SHN and reduced c-fos expression in contLSA. The icv injection of moxonidine did not change de c-fos expression induced by ANG II.
e) in sodium depleted animals, the icv injection of moxonidine induced an increase in c-fos expression in ipsLSA and dMPN and a reduction in OVLT, suggesting that changes in the activity of these areas could be responsible to the inhibitory effect of moxonidine on 0.3 M NaCl intake in this protocol. === Em situações em que a água e/ou sódio estão em falta no organismo, receptores localizados em diversas partes do organismo ou hormônios
produzidos sinalizam para algumas regiões específicas do cérebro, que uma vez ativadas, desencadeiam respostas renais e/ou o comportamento de busca pela água e sódio. Entre essas áreas destacam-se: o órgão vasculoso da
lâmina terminal (OVLT), o órgão subfornical (OSF), a região anteroventral do terceiro ventrículo (AV3V), o hipotálamo, a amígdala, a área septal (AS), o núcleo do trato solitário (NTS), a área postrema (AP) e o núcleo parabraquial lateral (NPBL). Além de participarem do controle do equilíbrio hidroeletrolítico, essas áreas também estão envolvidas com o controle cardiovascular.
A angiotensina II (ANG II) é um peptídeo que ativa a ingestão de água e de sódio, além de participar da regulação cardiovascular. Outros neurotransmissores podem inibir a ingestão de água e sódio, como serotonina, colecistocinina e peptídeo natriurético atrial. Um mecanismo inibitório da ingestão de água e de sódio também muito estudado está relacionado com receptores adrenérgicos α2 e imidazólicos centrais. A moxonidina, assim como a clonidina, agonistas de receptores adrenérgicos α2 e imidazólicos, são drogas anti-hipertensivas que administradas centralmente reduzem a ingestão de água
e de sódio induzida por diferentes protocolos (privação hídrica, depleção de sódio de 24 h, administração de ANG II). Portanto, foram objetivos deste trabalho:
a) estudar os efeitos da injeção de moxonidina nos ventrículos cerebrais (ventrículo lateral VL e 4º ventrículo 4º V), no complexo amigdalóide, no
núcleo central da amígdala (NCA), no núcleo basal da amígdala (NBA) e no hipotálamo lateral (HL) sobre a ingestão de NaCl 0,3 M induzida por depleção de sódio (tratamento com o diurético furosemide + dieta deficiente de sódio por 24 h);
b) verificar os efeitos da moxonidina injetada no VL, 4º V e HL sobre as respostas pressoras produzidas pela injeção de ANG II ou carbacol no VL;
c) investigar o papel dos receptores adrenérgicos α2 nos efeitos da moxonidina injetada no VL sobre a ingestão de NaCl 0,3 M induzida por 24 h de depleção de sódio e respostas pressoras produzidas pela ANG II injetada centralmente;
d) analisar a ativação de áreas prosencefálicas após a administração de moxonidina no VL em ratos normovolêmicos, depletados de sódio ou tratados
com ANG II centralmente com a utilização da marcação por imuno-histoquímica da proteína c-fos.
Para tanto, foram utilizados ratos com cânulas de aço inoxidável implantadas nos ventrículos cerebrais: VL (volume de injeção de 1 a 3 µl) e 4º
V (volume de injeção 1 µl); unilateralmente no HL (volume de injeção 0,5 µl); e bilateralmente no complexo amigdalóide (volume de injeção de 1 µl), NCA (volume de injeção de 0,2 - 0,4 µl) e NBA (volume de injeção de 0,2 - 0,4 µl).
A injeção de moxonidina (20 nmol) no VL promoveu a redução da ingestão de NaCl 0,3 M induzida por 24 h de depleção de sódio durante todo o
experimento, enquanto que moxonidina injetada no 4º V reduziu a ingestão de NaCl 0,3 M apenas nos 60 min de experimento. Injeções bilaterais de
moxonidina no complexo amigdalóide (5, 10 e 20 nmol/1 µl) e no NBA (20 nmol/0,4 µl) reduziram a ingestão de NaCl 0,3 M, enquanto que injeções
bilaterais dessa droga no NCA não alteraram a ingestão de NaCl 0,3 M no protocolo utilizado. Moxonidina (20 nmol/0,5 µl) injetada unilateralmente no HL não afetou a ingestão de NaCl 0,3 M induzida por depleção de sódio. Esses
resultados mostram que a inibição da ingestão de NaCl hipertônico decorre da ativação de receptores adrenérgicos α2/imidazólicos produzida pela injeção de moxonidina no VL, 4º V e complexo amigdalóide (em especial no NBA), mas não no HL e NCA.
Para se aprofundar no estudo do papel dos receptores adrenérgicos α2 no efeito inibitório da moxonidina na ingestão de NaCl 0,3 M foram utilizados diferentes antagonistas específicos de receptores adrenérgicos α2, como o RX 821002, ioimbina e SKF 86466 em associação com a moxonidina. Os resultados mostraram que a injeção icv de RX 821002 (40 e 80 nmol) e SKF
86466 (640 nmol) aboliram o efeito inibitório da moxonidina (20 nmol) sobre a ingestão de NaCl 0,3 M durante todo o período experimental, enquanto, a
ioimbina (320 nmol) aboliu o efeito antinatriorexigênico da moxonidina apenas
nos períodos finais do experimento (60 e 120 min). Esses dados demonstram o envolvimento dos receptores adrenérgicos α2 centrais no papel inibitório da moxonidina sobre a ingestão de NaCl 0,3 M induzida por depleção de sódio. Além disso, foi observado um aumento da ingestão de NaCl 0,3 M após o tratamento apenas com os antagonistas RX 821002 (40 nmol) e ioimbina (320 nmol), sugerindo um possível papel tônico dos receptores adrenérgicos α2 centrais no controle da ingestão de NaCl hipertônico. Apenas a administração de moxonidina (respectivamente, 20 e 80 nmol)
no HL e VL não promoveu alterações na pressão arterial média (PAM) e na frequência cardíaca (FC). Por outro lado, quando administrada no 4º V, a
moxonidina (20 nmol) promoveu hipotensão e bradicardia. A administração de moxonidina no VL na dose de 80 nmol reduziu as respostas pressoras
produzidas pela injeção central de ANG II (50 ng) e de carbacol (4 nmol). Moxonidina (20 nmol) injetada no HL e no 4º V reduziu as respostas pressoras
produzidas pela injeção central de ANG II, mas não as do carbacol. Assim, demonstrou-se que a injeção central de moxonidina inibe respostas pressoras produzidas pela ativação angiotensinérgica (principalmente) e colinérgica (em
menor grau). A administração de ioimbina (320 nmol) no VL aboliu o efeito inibitório da moxonidina (80 nmol) no VL sobre a resposta pressora à ANG II
icv, sugerindo que a moxonidina atuaria em receptores adrenérgicos α2 centrais inibindo a resposta pressora à ANG II. Em animais normovolêmicos e saciados, a injeção de moxonidina no VL promoveu a expressão da proteína c-fos nas seguintes áreas: OVLT, área
septal lateral ipsilateral (ASLips), núcleo preóptico mediano ventral (NPMv), núcleo paraventricular (NPV) e núcleo supaóptico (NSO), que são estruturas envolvidas no controle do equilíbrio hidroeletrolítico e regulação cardiovascular.
O tratamento com ANG II (50 ng) icv aumentou a expressão de c-fos nas seguintes áreas: ASLips, núcleo preóptico mediano dorsal (NPMd), NPV e
núcleo septo-hipotalâmico (NSH) e reduziu a expressão de c-fos na ASLcont (área septal lateral contralateral). O tratamento prévio com moxonidina não alterou a expressão de c-fos produzida pela ANG II central. Como os dois tratamentos isoladamente aumentam a expressão de c-fos em áreas cerebrais semelhantes, é difícil saber qual tratamento é o responsável pela expressão de
c-fos após a combinação dos dois tratamentos. Talvez, a moxonidina esteja inibindo a expressão de c-fos desencadeada pela ANG II e a expressão de cfos que se observa após os dois tratamentos seja efeito apenas da moxonidina. Em animais depletados de sódio, verificou-se que houve aumento da marcação para c-fos no NPMd e na ASLips e redução no OVLT após a injeção
de moxonidina, sugerindo que modificação na atividade dessas áreas possa estar relacionada ao efeito inibitório da moxonidina sobre a ingestão de NaCl 0,3 M. Em resumo, os resultados mostraram que: a) injeção de moxonidina no VL, 4º V, complexo amigdalóide e NBA, mas não no HL e NCA, inibe a ingestão de NaCl 0,3 M induzida pelo protocolo de depleção de sódio;
b) RX 821002, ioimbina e SKF 86466, antagonistas específicos de receptores adrenérgicos α2, aboliram o efeito inibitório da moxonidina sobre a ingestão de
NaCl 0,3 M, sugerindo que este efeito inibitório da moxonidina seria mediado pelos receptores adrenérgicos α2 centrais. RX 821002 (40 nmol) e ioimbina (320 nmol) aumentaram a ingestão de NaCl 0,3 M induzida pela depleção de sódio, sugerindo um possível papel tônico dos receptores adrenérgicos α2 centrais na inibição da ingestão de NaCl; c) moxonidina injetada no VL, 4º V e HL reduziu as respostas pressoras decorrente da ativação angiotensinérgica central, enquanto que somente a dose de 80 nmol de moxonidina injetada no VL foi capaz de reduzir o efeito pressor do carbacol (4 nmol), mostrando que a injeção central de moxonidina é capaz de inibir principalmente a resposta pressora da ANG II (50 ng) e em
menor grau, o efeito pressor do carbacol. A redução do efeito pressor da ANG II promovido pela injeção de moxonidina (80 nmol) no VL foi abolido pela injeção icv de ioimbina (320 nmol), sugerindo uma participação dos receptores adrenérgicos α2 centrais no efeito inibitório da moxonidina sobre a resposta pressora produzida pela ativação angiotensinérgica; d) em ratos normovolêmicos e saciados, a injeção de moxonidina (20 nmol) no
VL promoveu expressão da proteína c-fos em várias áreas cerebrais: OVLT, ASLips, NPMv, NPV e NSO. A injeção de ANG II (50 ng) no VL aumentou a
expressão de c-fos na ASLips, NPMd, NPV e NSH e reduziu na ASLcont. A injeção icv de moxonidina não alterou a expressão de c-fos produzida pela
associação veículo + ANG II. e) em animais depletados de sódio, a injeção icv de moxonidina (20 nmol) aumentou a marcação para a proteína c-fos na ASLips e NPMd e reduziu no OVLT, sugerindo que modificação na atividade dessas áreas possa ser responsável pelo efeito inibitório da moxonidina sobre a ingestão de NaCl 0,3 M.
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