Díaz-Jara LabLaboratorio de Neurodinámica Respiratoria
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Investigación

Circuitos respiratorios, astrocitos y enfermedad

Investigamos cómo los circuitos respiratorios del tronco encefálico interactúan con las redes cerebrales que sostienen la fisiología, el comportamiento y la enfermedad. Organizamos nuestro trabajo en tres preguntas complementarias, que van desde el mecanismo celular hasta su impacto en la función cerebral.

Micrografía de inmunofluorescencia obtenida en el laboratorio, presentada con los colores originales de los fluoróforos.
Micrografía de inmunofluorescencia obtenida por el laboratorio. Los canales se muestran en los colores originales de adquisición; la anatomía y la escala se documentarán con el registro experimental asociado.

Pregunta activa · antecedentes publicados

Cómo se genera y regula el ritmo respiratorio

Pregunta

¿Qué mecanismos neuronales y astrocitarios sostienen el ritmo respiratorio y la homeostasis cardiorrespiratoria?

Hipótesis de trabajo

Los astrocitos de núcleos respiratorios participan activamente en la regulación del circuito y contribuyen a su disfunción en enfermedad.

Sistemas
NTS · Complejo preBötzinger · Kölliker-Fuse · RTN
Mediciones
Fisiología cardiorrespiratoria · Electrofisiología · Microscopía

Contexto y alcance

Estudiamos cómo neuronas y astrocitos de núcleos como el núcleo del tracto solitario (NTS), el complejo preBötzinger, Kölliker-Fuse y el núcleo retrotrapezoide (RTN) generan y regulan el ritmo respiratorio y la homeostasis cardiorrespiratoria. Un foco particular de nuestro trabajo es el rol de los astrocitos del NTS como moduladores activos, y no solo como células de soporte, en la aparición de desórdenes respiratorios, tanto en condiciones de hipoxia intermitente crónica como tras un accidente cerebrovascular isquémico cortical.

Antecedentes relacionados

  1. 2023 · Biological ResearchChemogenetic inhibition of NTS astrocytes normalizes cardiac autonomic control and ameliorate hypertension during chronic intermittent hypoxia
  2. 2025 · American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular PhysiologyCarotid bodies mediate glial cell activation and neuroinflammation in the NTS following long-term intermittent hypoxia: role in cardiorespiratory dysfunction
Imagen científica de fluorescencia producida por el laboratorio sobre fondo oscuro.
Imagen de fluorescencia producida por el laboratorio. Se conserva el aspecto multicanal de la adquisición; la interpretación depende de la preparación y los marcadores de cada experimento.

Línea en desarrollo

Cómo la respiración sincroniza redes cerebrales

Pregunta

¿Cómo se acoplan las oscilaciones respiratorias con la actividad cortical e hipocampal?

Hipótesis de trabajo

La dinámica respiratoria aporta una referencia temporal para redes cerebrales vinculadas con sueño, aprendizaje y cognición.

Sistemas
Tronco encefálico · Corteza · Hipocampo
Mediciones
LFP multicanal · Señales respiratorias · Análisis temporal

Contexto y alcance

La respiración no solo mantiene la homeostasis: también organiza la actividad cerebral. Investigamos cómo las oscilaciones respiratorias sincronizan circuitos corticales e hipocampales, y cómo esta sincronización se relaciona con procesos cognitivos, sueño y aprendizaje. En nuestros modelos de hipoxia intermitente crónica y accidente cerebrovascular isquémico, estudiamos cómo la disfunción de los núcleos respiratorios del tronco encefálico, mediada por astrocitos, repercute en la conectividad de estos circuitos.

Antecedentes relacionados

  1. 2020 · The FASEB JournalBrainstem catecholaminergic neurons mediate cognitive impairment in heart failure rats through regulation of hippocampal synaptic‐related gene expression.
  2. 2022 · Acta PhysiologicaCardiorespiratory alterations following intermittent photostimulation of RVLM C1 neurons: Implications for long‐term blood pressure, breathing and sleep regulation in freely moving rats
Micrografía multicanal del laboratorio con señales fluorescentes sobre fondo negro.
Micrografía multicanal obtenida por el laboratorio. La imagen se presenta como registro experimental, sin atribuir marcadores o regiones que no estén confirmados en sus metadatos.

Evidencia previa · nuevos modelos activos

Qué cambia en la enfermedad

Pregunta

¿Cómo se modifican recíprocamente la respiración, la actividad cerebral y la progresión de la enfermedad?

Hipótesis de trabajo

La alteración glial de núcleos respiratorios puede conectar la disfunción cardiorrespiratoria con cambios cerebrales y cognitivos.

Sistemas
Hipoxia intermitente crónica · Isquemia cortical · Insuficiencia cardíaca
Mediciones
Ventilación · Control autonómico · Actividad glial

Contexto y alcance

Las alteraciones cerebrales pueden modificar profundamente la función respiratoria y, a su vez, la disfunción respiratoria puede agravar el curso de una enfermedad. Trabajamos con dos modelos que abordan esta relación bidireccional: hipoxia intermitente crónica y accidente cerebrovascular isquémico cortical. En ambos estudiamos cómo las alteraciones de núcleos respiratorios mediadas por astrocitos afectan la fisiología y la cognición.

Antecedentes relacionados

  1. 2022 · EBioMedicineMedullary astrocytes mediate irregular breathing patterns generation in chronic heart failure through purinergic P2X7 receptor signalling
  2. 2026 · Basic Research in CardiologyPeripheral chemoreceptors sustain central chemoreflex potentiation and cardiorespiratory abnormalities in high-output heart failure
Financiamiento

Proyectos vigentes

Estas iniciativas financian el desarrollo del laboratorio y estudios sobre control cardiorrespiratorio, astrocitos y enfermedad.

ANID · Proyecto Instalación Académica
N.º 85250074

Instalación académica del Dr. Esteban Díaz Jara… control neural cardiorrespiratorio en enfermedades cardiometabólicas y genéticas

Instalación académica del Dr. Esteban Díaz Jara... control neural cardiorrespiratoria en enfermedades cardio-metabólicas y genéticas
Investigador principal
Dr. Esteban Díaz Jara

Término
FONDECYT
N.º 3260612

La activación de astrocitos en el núcleo del tracto solitario impulsa trastornos cardiorrespiratorios en las etapas tempranas de la hipoxia intermitente crónica: rol del estrés oxidativo mitocondrial y del desborde de glutamato

Astrocyte Activation in the Nucleus Tractus Solitarii Drives Cardiorespiratory Disorders in the Early Stages of Chronic Intermittent Hypoxia: The Role of Mitochondrial Oxidative Stress and Glutamate Spillover
Investigador principal
Dr. Esteban Díaz Jara

Término