Investigating the role of retinoic acid in the vertebrate and invertebrate nervous system

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Central nitrergic system regulation of neuroendocrine secretion, fluid intake and blood pressure induced by angiotensin-II

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Infection of organotypic slice cultures from rat central nervous tissue with Neospora caninum: an alternative approach to study host-parasite interactions

Neospora caninum is an apicomplexan parasite which has emerged as an important cause of bovine abortion worldwide. Abortion is usually triggered by reactivation of dormant bradyzoites during pregnancy and subsequent congenital infection of the foetus, where the central nervous system appears to be most frequently affected. We here report on an organotypic tissue culture model for Neospora infection which can be used to study certain aspects of the cerebral phase of neosporosis within the context of a three-dimensionally organised neuronal network. Organotypic slice cultures of rat cortical tissue were infected with N. caninum tachyzoites, and the kinetics of parasite proliferation, as well as the proliferation-inhibitory effect of interferon-gamma (IFN-gamma), were monitored by either immunofluorescence, transmission electron microscopy, and a quantitative PCR-assay using the LightCycler instrument, respectively. In addition, the neuronal cytoskeletal elements, namely glial acidic protein filaments as well as actin microfilament bundles were shown to be largely colocalising with the pseudocyst periphery. This organotypic culture model for cerebral neosporosis provides a system, which is useful to study the proliferation, ultrastructural characteristics, development, and the interactions of N. caninum within the context of neuronal tissue, which at the same time can be modulated and influenced under controlled conditions, and will be useful in the future to gain more information on the cerebral phase of neosporosis.

Trinucleotide repeats and long homopeptides in genes and proteins associated with nervous system disease and development.

Several human neurological disorders are associated with proteins containing abnormally long runs of glutamine residues. Strikingly, most of these proteins contain two or more additional long runs of amino acids other than glutamine. We screened the current human, mouse, Drosophila, yeast, and Escherichia coli protein sequence data bases and identified all proteins containing multiple long homopeptides. This search found multiple long homopeptides in about 12% of Drosophila proteins but in only about 1.7% of human, mouse, and yeast proteins and none among E. coli proteins. Most of these sequences show other unusual sequence features, including multiple charge clusters and excessive counts of homopeptides of length > or = two amino acid residues. Intriguingly, a large majority of the identified Drosophila proteins are essential developmental proteins and, in particular, most play a role in central nervous system development. Almost half of the human and mouse proteins identified are homeotic homologs. The role of long homopeptides in fine-tuning protein conformation for multiple functional activities is discussed. The relative contributions of strand slippage and of dynamic mutation are also addressed. Several new experiments are proposed.

Pleasant sweeping grooming touch in rhesus monkey: effects on autonomic nervous system and its codification in posterior insular and secondary somatosensory cortex

Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.

Mechanisms of axon guidance in the developing nervous system

The human brain assembles an incredible network of over a billion neurons. Understanding how these connections form during development in order for the brain to function properly is a fundamental question in biology. Much of this wiring takes place during embryonic development. Neurons are generated in the ventricular zone, migrate out, and begin to differentiate. However, neurons are often born in locations some distance from the target cells with which they will ultimately form connections. To form connections, neurons project long axons tipped with a specialized sensing device called a growth cone. The growing axons interact directly with molecules within the environment through which they grow. In order to find their targets, axonal growth cones use guidance molecules that can either attract or repel them. Understanding what these guidance cues are, where they are expressed, and how the growth cone is able to transduce their signal in a directionally specific manner is essential to understanding how the functional brain is constructed. In this chapter, we review what is known about the mechanisms involved in axonal guidance. We discuss how the growth cone is able to sense and respond to its environment and how it is guided by pioneering cells and axons. As examples, we discuss current models for the development of the spinal cord, the cerebral cortex, and the visual and olfactory systems. (c) 2005, Elsevier Inc.

Optimizing Western Blots for the Detection of Endogenous α-Synuclein in the Enteric Nervous System

International audience

Physiological and pathophysiological interactions between the respiratory central pattern generator and the sympathetic nervous system

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Targeting Myc in pediatric malignancies of the central and peripheral nervous system

Myc family genes are often deregulated in embryonal tumors of childhood including medulloblastoma and neuroblastoma and are frequently associated with aggressive, poorly differentiated tumors. The Myc protein is a transcription factor that regulates a variety of cellular processes including cell growth and proliferation, cell cycle progression, differentiation, apoptosis, and cell motility. Potential strategies that either inhibit the proliferation-promoting effect of Myc and/or activate its pro-apoptotic function are presently being explored. In this review, we will give an overview of Myc activation in embryonal tumors and discuss current strategies aimed at targeting Myc for cancer treatment.

Parkinson's disease and gastrointestinal dysfunctions: morphological, neurochemical and functional modifications of the enteric nervous system associated with central dopaminergic impairment

Parkinson’s disease (PD) is frequently associated with gastrointestinal (GI) symptoms, mostly represented by abdominal distension, constipation and defecatory dysfunctions. Despite GI dysfunctions have a major impact on the clinical picture of PD, there is currently a lack of information on the neurochemical, pathological and functional correlates of GI dysmotility associated with PD. Moreover, there is a need of effective and safe pharmacological therapies for managing GI disturbances in PD patients. The present research project has been undertaken to investigate the relationships between PD and related GI dysfunctions by means of investigations in an animal model of PD induced by intranigral injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA). The use of the 6-OHDA experimental model of PD in the present program has allowed to pursue the following goals: 1) to examine the impact of central dopaminergic denervation on colonic excitatory cholinergic and tachykininergic neuromotility by means of molecular, histomorphologic and functional approaches; 2) to elucidate the role of gut inflammation in the onset and progression of colonic dysmotility associated with PD, characterizing the degree of inflammation and oxidative damage in colonic tissues, as well as identifying the immune cells involved in the production of pro-inflammatory cytokines in the gut; 3) to evaluate the impact of chronic treatment with L-DOPA plus benserazide on colonic neuromuscular activity both in control and PD animals. The results suggest that central nigrostriatal dopaminergic denervation is associated with an impaired excitatory cholinergic neurotransmission and an enhanced tachykininergic control, resulting in a dysregulated smooth muscle motor activity, which likely contributes to the concomitant decrease in colonic transit rate. These motor alterations might result from the occurrence of a condition of gut inflammation associated with central intranigral denervation. The treatment with L-DOPA/BE following central dopaminergic neurodegeneration can restore colonic motility, likely through a normalization of the cholinergic enteric neurotransmission, and it can also improve the colonic inflammation associated with central dopaminergic denervation.

Mutational analysis of genes p14ARF, p15INK4b, p16INK4a, and PTEN in human nervous system tumors

The cancer is one of the most common and severe problems in clinical medicine, and nervous system tumors represent about 2% of the types of cancer. The central role of the nervous system in the maintenance of vital activities and the functional consequences of the loss of neurons can explain how severe brain cancers are. The cell cycle is a highly complex process, with a wide number of regulatory proteins involved, and such proteins can suffer alterations that transform normal cells into malignant ones. The INK4 family members (CDK inhibitors) are the cell cycle regulators that block the progression of the cycle through the R point, causing an arrest in G1 stage. The p14ARF (alternative reading frame) gene is a tumor suppressor that inhibits p53 degradation during the progression of the cell cycle. The PTEN gene is related to the induction of growth suppression through cell cycle arrest, to apoptosis and to the inhibition of cell adhesion and migration. The purpose of the present study was to assess the mutational state of the genes p14ARF, p15INK4b, p16INK4a, and PTEN in 64 human nervous system tumor samples. Homozygous deletions were found in exon 2 of the p15INK4b gene and exon 3 of the p16INK4a gene in two schwannomas. Three samples showed a guanine deletion (63 codon) which led to a loss of heterozygosity in the p15 gene, and no alterations could be seen in the PTEN gene. Although the group of patients was heterogeneous, our results are in accordance with other different studies that indicate that homozygous deletion and loss of heterozygosity in the INK4 family members are frequently observed in nervous system tumors.

Renal denervation in an animal model of diabetes and hypertension: Impact on the autonomic nervous system and nephropathy

Background: The effects of renal denervation on cardiovascular reflexes and markers of nephropathy in diabetic-hypertensive rats have not yet been explored. Methods: Aim: To evaluate the effects of renal denervation on nephropathy development mechanisms (blood pressure, cardiovascular autonomic changes, renal GLUT2) in diabetic-hypertensive rats. Forty-one male spontaneously hypertensive rats (SHR) similar to 250 g were injected with STZ or not; 30 days later, surgical renal denervation (RD) or sham procedure was performed; 15 days later, glycemia and albuminuria (ELISA) were evaluated. Catheters were implanted into the femoral artery to evaluate arterial pressure (AP) and heart rate variability (spectral analysis) one day later in conscious animals. Animals were killed, kidneys removed, and cortical renal GLUT2 quantified (Western blotting). Results: Higher glycemia (p < 0.05) and lower mean AP were observed in diabetics vs. nondiabetics (p < 0.05). Heart rate was higher in renal-denervated hypertensive and lower in diabetic-hypertensive rats (384.8 +/- 37, 431.3 +/- 36, 316.2 +/- 5, 363.8 +/- 12 bpm in SHR, RD-SHR, STZ-SHR and RD-STZ-SHR, respectively). Heart rate variability was higher in renal-denervated diabetic-hypertensive rats (55.75 +/- 25.21, 73.40 +/- 53.30, 148.4 +/- 93 in RD-SHR, STZ-SHR-and RD-STZ-SHR, respectively, p < 0.05), as well as the LF component of AP variability (1.62 +/- 0.9, 2.12 +/- 0.9, 7.38 +/- 6.5 in RD-SHR, STZ-SHR and RD-STZ-SHR, respectively, p < 0.05). GLUT2 renal content was higher in all groups vs. SHR. Conclusions: Renal denervation in diabetic-hypertensive rats improved previously reduced heart rate variability. The GLUT2 equally overexpressed by diabetes and renal denervation may represent a maximal derangement effect of each condition.

Increased apoptosis of T lymphocytes and macrophages in the central and peripheral nervous systems of Lewis rats with experimental autoimmune encephalomyelitis treated with dexamethasone

Using light and electron microscopic histological and immunocytochemical techniques, we investigated the effects of the glucocorticoid dexamethasone on T cell and macrophage apoptosis in the central nervous system (CNS) and peripheral nervous system (PNS) of Lewis rats with acute experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) induced with myelin basic protein (MBP). A single subcutaneous injection of dexamethasone markedly augmented T cell and macrophage apoptosis in the CNS and PNS and microglial apoptosis in the CNS within 6 hours (h). Pre-embedding immunolabeling revealed that dexamethasone increased the number of apoptotic CD5+ cells (T cells or activated B cells), αβ T cells, and CD11b+ cells (macrophages/microglia) in the meninges, perivascular spaces, and CNS parenchyma. The induction of increased apoptosis was dose-dependent. Daily dexamethasone treatment suppressed the neurological signs of EAE. However, the daily injection of a dose of dexamethasone (0.25 mg/kg). which, after a single dose, did not induce increased apoptosis in the CNS or PNS, was as effective in inhibiting the neurological signs of EAE as the high dose (4 mg/kg), which induced a marked increase in apoptosis. This indicates that the beneficial clinical effect of glucocorticoid therapy in EAE does not depend on the induction of increased apoptosis. The daily administration of dexamethasone for 5 days induced a relapse that commenced 5 days after cessation of treatment, with the severity of the relapse tending to increase with dexamethasone dosage.

Impact of Nervous System Hyperalgesia on Pain, Disability, and Quality of Life in Patients With Knee Osteoarthritis: A Controlled Analysis

Objective. Refractory, disabling pain associated with knee osteoarthritis (OA) is usually treated with total knee replacement. However, pain in these patients might be associated with central nervous sensitization rather than peripheral inflammation and injury. We evaluated the presence of hyperalgesia in patients scheduled for a total knee replacement due to knee osteoarthritis with refractory pain, and we assessed the impact of pressure pain threshold measurements (PPT) on pain, disability, and quality of life of these patients. Methods. Sixty-two female patients were compared with 22 age-matched healthy controls without reported pain for the last year. PPT was measured at the lower extremities subcutaneous dermatomes, over the vastus medialis, adductor longus, rectus femoris, vastus lateralis, tibialis anterior, peroneus longus, iliacus, quadratus lumborum and popliteus muscles and at the supraspinous ligaments from L1-L5, over the L5-S1 and S1-S2 sacral areas and at the pes anserinus bursae and patellar tendon. Results. Patients with knee OA had significantly lower PPT over all evaluated structures versus healthy control subjects (P < 0.001). Lower PPT values were correlated with higher pain intensity, higher disability scores, and with poorer quality of life, except for the role-emotional and general health status. Combined PPT values over the patellar tendon, at the S2 subcutaneous dermatome and at the adductor longus muscle were the best predictors for visual analog scale and Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index pain scores. Conclusion. Patients with pain due to osteoarthritis who were scheduled for total knee replacement showed hyperalgesia of nervous system origin that negatively impacted pain, knee functional capacity, and most aspects of quality of life.

Day-night pattern of autonomic nervous system modulation in patients with heart failure with and without sleep apnea

Introduction: Among patients with congestive heart failure (CHF) both obstructive and central sleep apnea (SA) are associated with increased sympathetic activity. However, the day-night pattern of cardiac autonomic nervous system modulation in CHF patients with and without sleep apnea is unknown. Material and methods: Twenty-five CHF patients underwent polysomnography with simultaneous beat-to-beat blood pressure (Portapres), respiration and electrocardiogram monitoring. Patients were divided according to the presence (SA, n=17) and absence of SA (NoSA, n=8). Power spectral analyses of heart rate variability (HRV) and spontaneous baroreflex sensitivity (BRS) were determined in periods with stable breathing while awake at 6 AM, 10 AM, 10 PM, as well as during stage 2 sleep. In addition, muscle sympathetic nerve activity (MSNA) was evaluated at 10 AM. Results: RR variance, low-frequency (LF), high-frequency (HF) powers of HRV, and BRS were significantly lower in patients with SA compared with NoSA in all periods. HF power, a marker of vagal activity, increased during sleep in patients with NoSA but in contrast did not change across the 24-hour period in patients with SA. MSNA was significantly higher in patients with SA compared with NoSA. RR variance, LF and HF powers correlated inversely with simultaneous MSNA (r=-0.64, -0.61, and -0.61 respectively; P < 0.01). Conclusions: Patients with CHF and SA present a reduced and blunted cardiac autonomic modulation across the 24-hour period. These findings may help to explain the increased cardiovascular risk in patients with CHF and SA. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.