Limited Capacity for Clearance of Adenosine from the preBötzinger Complex Inspiratory Network Contributes to the Profound Depression of Breathing by Hypoxia in the Very Young
Notice bibliographique
Résumé
Breathing in premature infants often stops briefly (apnea) because the brainstem network that controls breathing is immature (apnea of prematurity, AOP). Apneas cause hypoxia, triggering the hypoxic ventilatory response (HVR), which comprises an initial increase in ventilation followed by a centrally mediated 2° decrease. In adults, breathing remains above baseline during this 2° phase, but in the very young it falls below baseline leading to a life‐threatening feedback loop where apnea causes hypoxia, respiratory depression, further hypoxia and so on. Understanding the cause of this powerful hypoxic inhibition of breathing in the very young, a major question in perinatal physiology, could inform new therapies for AOP. The transmitter ATP is released in the preBötzinger Complex (preBötC, site of inspiratory rhythm generation) during hypoxia where it increases breathing and attenuates the 2° depression. However, extracellular ATP (ATPe) is degraded to adenosine (ADO), which inhibits breathing and is implicated in AOP; e.g., caffeine blocks ADOe actions and is the first line treatment for AOP. We hypothesize that the greater 2° inhibition of breathing in prematurity is due to an immature system for clearing ADOe. ADOe‐mediated inhibition stops with its removal from the extracellular space, which depends on i) equilibrative nucleoside transporters (ENTs) that move ADOe across cell membranes down its concentration gradient, and ii) ADO kinase (ADK), an enzyme that keeps the level of ADO inside cells lower than outside so ENTs clear ADOe. How ENT activity develops in the preBötC is unknown. However, the form of ADK that influences ADOe in the brain is minimally functional until 2 weeks of age in rodents. To assess the importance of ADOe clearance in the development of the HVR, we used plethysmography to measure the HVR (10% O 2 ) in 0‐56 day old (P0‐14) wild‐type (WT), ENT knockout (KO), and ADKtg mice engineered to have functional ADK throughout life. In WT and ENT KO neonates (P0‐2), ventilation fell below baseline after ~7 min in hypoxia, but the hypoxia‐evoked frequency increase was markedly reduced in the ENT KO. Strikingly, P0‐2 ADKtg mice showed the mature breathing response; ventilation remained above baseline levels throughout hypoxia. At P12 in WT and ENT KO, the HVR had still not matured; ventilation fell below baseline during the 2° phase, yet it remained above baseline in P12 ADKtg mice. To assess the importance of ENT and ADK specifically in the preBötC, we isolated the preBötC network in rhythmic brain slices from P0‐12 mice. The ADO inhibition of preBötC frequency lasted twice as long in P0‐12 ENT KO mice compared to WT. Conversely, the decrease in basal frequency caused by ADK inhibition (ABT‐702) increased with age (P0‐2, 15%; P9‐11, 23%). These data suggest that i) ENTs are important for ADO clearance in the preBötC after birth and ii) low ADK activity at birth is a major contributor to the greater hypoxic respiratory depression in early development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».