Obstructive sleep apnea (OSA) is a highly prevalent sleep disorder that is associated with many cardiovascular complications. Similar to OSA, chronic intermittent hypoxia (CIH) (a model for OSA) leads to oxidative stress and impairs baroreflex control of the heart rate (HR) in rodents. The baroreflex arc includes the aortic depressor nerve (ADN), vagal efferent, and central neurons. In this study, we used mice as a model to examine the effects of CIH on baroreflex sensitivity, aortic baroreceptor afferents and central and vagal efferent components of the baroreflex circuitry. Furthermore, we tested whether human Cu/Zn Superoxide Dismutase (SOD1) overexpression in the transgenic mice offers protection against CIH induced deficit of the baroreflex arc. Wild-type C57BL/6J and SOD1 mice were exposed to room air (RA) or CIH and were then anesthetized, ventilated and catheterized for measurement of mean arterial pressure (MAP) and HR. Compared with wild-type RA control, CIH impaired baroreflex sensitivity but increased maximum baroreceptor gain and the bradycardic response to vagal efferent stimulation. Additionally, CIH reduced the bradycardic response to ADN stimulation, indicating a diminished central regulation of bradycardia. Interestingly, SOD1 overexpression prevented CIH-induced attenuation of HR responses to ADN stimulation and preserved HR responses to vagal efferent stimulation in transgenic mice. We suggest that CIH decreased central mediation of the baroreflex and SOD1 overexpression may prevent the CIH-induced central deficit.

中文翻译：

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SOD1过表达在小鼠慢性间歇性缺氧后心动过缓中枢调节中的保护作用

阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA) 是一种高度普遍的睡眠障碍，与许多心血管并发症有关。与 OSA 类似，慢性间歇性缺氧 (CIH)（OSA 模型）会导致氧化应激并损害啮齿动物对心率 (HR) 的压力反射控制。压力反射弧包括主动脉降压神经 (ADN)、迷走神经传出神经和中枢神经元。在这项研究中，我们使用小鼠作为模型来检查 CIH 对压力反射敏感性、主动脉压力感受器传入以及压力反射回路的中枢和迷走神经传出组件的影响。此外，我们测试了转基因小鼠中人 Cu/Zn 超氧化物歧化酶 (SOD1) 的过表达是否提供了针对 CIH 诱导的压力反射弧缺陷的保护。野生型 C57BL/6J 和 SOD1 小鼠暴露于室内空气 (RA) 或 CIH，然后被麻醉，通气和插管以测量平均动脉压 (MAP) 和 HR。与野生型 RA 对照相比，CIH 损害了压力反射敏感性，但增加了最大压力感受器增益和对迷走神经传出刺激的心动过缓反应。此外，CIH 降低了对 ADN 刺激的心动过缓反应，表明心动过缓的中枢调节减弱。有趣的是，SOD1 过表达阻止了 CIH 诱导的对 ADN 刺激的 HR 反应减弱，并保留了转基因小鼠对迷走神经传出刺激的 HR 反应。我们认为 CIH 减少了压力反射的中枢调节，而 SOD1 过表达可以防止 CIH 诱导的中枢缺陷。CIH 损害了压力反射敏感性，但增加了最大压力感受器增益和对迷走神经传出刺激的心动过缓反应。此外，CIH 降低了对 ADN 刺激的心动过缓反应，表明心动过缓的中枢调节减弱。有趣的是，SOD1 过表达阻止了 CIH 诱导的对 ADN 刺激的 HR 反应减弱，并保留了转基因小鼠对迷走神经传出刺激的 HR 反应。我们认为 CIH 减少了压力反射的中枢调节，而 SOD1 过表达可以防止 CIH 诱导的中枢缺陷。CIH 损害了压力反射敏感性，但增加了最大压力感受器增益和对迷走神经传出刺激的心动过缓反应。此外，CIH 降低了对 ADN 刺激的心动过缓反应，表明心动过缓的中枢调节减弱。有趣的是，SOD1 过表达阻止了 CIH 诱导的对 ADN 刺激的 HR 反应的减弱，并保留了转基因小鼠对迷走神经传出刺激的 HR 反应。我们认为 CIH 减少了压力反射的中枢调节，而 SOD1 过表达可以防止 CIH 诱导的中枢缺陷。SOD1 过表达阻止了 CIH 诱导的对 ADN 刺激的 HR 反应减弱，并保留了转基因小鼠对迷走神经传出刺激的 HR 反应。我们认为 CIH 减少了压力反射的中枢调节，而 SOD1 过表达可以防止 CIH 诱导的中枢缺陷。SOD1 过表达阻止了 CIH 诱导的对 ADN 刺激的 HR 反应减弱，并保留了转基因小鼠对迷走神经传出刺激的 HR 反应。我们认为 CIH 减少了压力反射的中枢调节，而 SOD1 过表达可以防止 CIH 诱导的中枢缺陷。