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Charif, Santiago Elias - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Acción del fotoperíodo sobre la modulación del eje reproductivo en la vizcacha de las llanuras de sudamérica (Lagostomus maximus)
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias, 2018Co-Authors: Charif, Santiago EliasAbstract:The seasonal control of reproduction through the photoperiodic information relies on Melatonin as the key messenger acting on the components of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis (H.H.G.). This hormone is produced in the pineal gland by the enzyme AANAT, and binds to the MT1 and MT2 receptors of the hypothalamus, pituitary and ovary, where it modulates the secretion of gonadotropin-releasing hormone (GnRH), luteinizing hormone (LH) and the sex steroids estradiol and progesterone, respectively. The South American plains vizcacha (Lagostomus maximus) shows unique reproductive features, such as natural poliovulation of\nup to 800 oocytes per estral cycle, inhibition of follicular atresia, a prolonged pregnancy with selective embryo reabsorption and follicular recruitment, and pseudo-ovulation with generation of accesory corpora lutea accessories during pregnancy. It displays two reproductive periods\nper year, being the one from April to August more efficient than the one from October to\nFebruary. The aim of this work was to study the influence of the photoperiod on the vizcacha?s H.H.G. axis functioning. First, the mRNA sequence of hypothalamic prepro-GnRH was determined. Two isoforms that differ in the length of the 5?-UTR sequence were found. The\nGnRH variant determined was mGnRH, and showed a high degree of conservation among related caviomorphs, while the sequence of the GnRH-associated peptide (GAP) showed high variability. The analysis Melatoninergic system expression throughout the reproductive cycle of the vizcacha resulted in the co-localization of GnRH with both Melatonin receptors\nin hypothalamic nuclei that modulate reproduction, the preoptic area and the supraoptic and suprachiasmatic nuclei. In addition, an increase in AANAT expression and Melatonin levels was determined as pregnancy progressed, and the lowest levels of hypothalamic MT1 and MT2 were registered at mid-pregnancy. This would indicate that the Melatoninergic system\ncontributes to the maintenance of the extensive gestation of the vizcacha. The effect of light\navailability was determined in vizcachas at the follicular phase and at the induced luteal phase. In the first case, continuous exposure to light reduced serum levels of Melatonin but increased the expression of AANAT and increased the number of antral follicles and corpora\nlutea, progesterone levels and MT2 expression in the ovary, while constant darkness increased\nGnRH and MT1 levels, serum estradiol levels and MT1 expression in the ovary. In animals at luteal phase, light increased Melatonin and LH levels, while darkness stimulated the expression of AANAT and hypothalamic MT1. These results would indicate that the photoperiodic and\nhormonal imbalances differentially alter the response of the hypothalamus, pituitary and\novary depending on the stage of the estrous cycle. Hypothalamic expression of the estrogen receptors ? (RE?) and ? (RE?) also varied with light availability; at the follicular phase, an\nincrease in RE? levels was observed with light and an increase in RE? with darkness. On the other hand, in animals at luteal phase, constant light increased the hypothalamic expression of RE?. In pulsatility assays, it was observed that Melatonin stimulates GnRH and LH secretion in females with induced ovulation. Also, the inhibitory effect of neurostradiol on GnRH\nsecretion was determined, while the incubation with Melatonin reversed this effect. On the other hand, the joint incubation of Melatonin with estradiol or with an RE? agonist increased GnRH release, suggesting that the interaction of Melatonin and estradiol is necessary for the\nactivity of the H.H.G. axis In conclusion, this is the first work that shows that in the vizcacha the regulation of each organ through photoperiodic information, as well as its response to\nMelatonin and the hormonal context of the estrous cycle, converge in the modulation of the reproductive axis in a way to adjust the beginning of the activity of the H.H.G. axis with the most favorable season for reproduction. This particular regulation, dependent on the stage of\nthe estrous cycle and on the light availability, demonstrates the relevance of environmental\ninformation for carrying out a successful gestation and highlights the importance of this species as a valuable model of neuroendocrine regulation of reproduction in mammals.Fil: Charif, Santiago Elias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterianas. Buenos Aires, ArgentinaEl control estacional de la reproducción a través de la información fotoperiódica se basa en la Melatonina como mensajero clave que actúa sobre los componentes del eje hipotalámicohipofisario-\ngonadal (H.H.G.). Esta hormona es producida en la glándula pineal por la enzima AANAT, y se une a los receptores MT1 y MT2 del hipotálamo, hipófisis y ovario, modulando la secreción de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH), la hormona luteinizante\n(LH) y los esteroides sexuales estradiol y progesterona, respectivamente. La vizcacha de las llanuras de Sudamérica (Lagostomus maximus) posee caracteres reproductivos únicos, como poliovulación natural de hasta 800 oocitos por ciclo estral, inhibición de la atresia folicular, una preñez prolongada con reabsorción embrionaria selectiva y reclutamiento folicular, y una pseudo-ovulación con generación de cuerpos lúteos accesorios durante la\ngestación. Presenta dos períodos reproductivos al año, siendo el que va de abril a agosto más eficiente que el que abarca de octubre a febrero. El objetivo de este trabajo fue estudiar\nla in?uencia del fotoperíodo sobre el funcionamiento del eje H.H.G. de la vizcacha. En primer lugar se determinó la secuencia del ARNm de la prepro-GnRH hipotalámica. Se encontraron dos isoformas que difieren únicamente en el largo de la secuencia 5?-UTR. La variante de GnRH determinada fue mGnRH, y presentó un alto grado de conservación entre caviomorfos emparentados, mientras que la secuencia del péptido asociado a GnRH (GAP) mostró alta\nuna variabilidad. El análisis de la expresión del sistema Melatoninérgico a lo largo del ciclo reproductivo de la vizcacha arrojó como resultado la co-localización de GnRH con ambos\nreceptores de Melatonina en núcleos hipotalámicos que controlan la reproducción, el área preóptica y los núcleos supraóptico y supraquiasmático. Además, se determinó un incremento\nde la expresión de AANAT y de los niveles de Melatonina conforme progresa la gestación, y los menores niveles de MT1 y MT2 hipotalámicos se registraron en la etapa media de la preñez.\nEsto indicaría que el sistema Melatoninérgico contribuye al mantenimiento de la extensa gestación de la vizcacha. El efecto de la disponibilidad lumínica se determinó en vizcachas\nen fase folicular y en fase lútea inducida. En el primer caso, la exposición contínua a la luz redujo los niveles séricos de Melatonina pero incrementó la expresión de AANAT y en el ovario\naumentó el número de folículos antrales y de cuerpos lúteos, los niveles de progesterona y la expresión de MT2, mientras que la oscuridad constante incrementó los niveles de GnRH y MT1, los niveles séricos de estradiol y la expresión de MT1 en el ovario. En animales en fase\nlútea, la luz incrementó los niveles de Melatonina y de LH, mientras que la oscuridad estimuló\nla expresión de AANAT y del MT1 hipotalámico. Estos resultados indicarían que los desajustes fotoperiódicos y hormonales alteran la respuesta del hipotálamo, de la hipófisis y del ovario\nde manera diferencial en función de la etapa del ciclo estral. La expresión hipotalámica de los receptores de estrógenos ? (RE?) y ? (RE?) también varió con la disponibilidad lumínica; en animales en fase folicular se observó un incremento de los niveles de RE? con la luz y un aumento de RE? con la oscuridad. Por otro lado, en animales en fase lútea, la luz constante aumentó la expresión hipotalámica del RE?. En ensayos de pulsatilidad, se observó que\nla Melatonina estimula la secreción de GnRH y de LH en hembras con ovulación inducida. Asimismo, se determinó el efecto inhibitorio del neuroestradiol sobre la secreción de GnRH, mientras que la incubación con Melatonina revirtió ese efecto. Por otro lado, la incubación\nconjunta de Melatonina con estradiol o con un agonista del RE? incrementó la liberación de GnRH, sugiriendo que la interacción de Melatonina y estradiol resulta necesaria para la\nactividad del eje H.H.G. En conclusión, este es el primer trabajo que demuestra que en la vizcacha, la regulación de cada órgano a través de la información fotoperódica, así como su respuesta a la Melatonina y el contexto hormonal del ciclo estral, confluyen en la modulación\ndel eje reproductivo de manera de ajustar el inicio de la actividad del eje H.H.G. con la estación más favorable para la reproducción. Esta regulación particular, dependiente de la etapa del ciclo estral y de la disponibilidad lumínica, demuestra la relevancia de la información ambiental para llevar a cabo una gestación exitosa y remarca la importancia de esta especie como un valioso modelo de regulación neuroendócrina de la reproducción en mamíferos
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Acción del fotoperíodo sobre la modulación del eje reproductivo en la vizcacha de las llanuras de sudamérica (Lagostomus maximus)
2018Co-Authors: Charif, Santiago EliasAbstract:El control estacional de la reproducción a través de la información fotoperiódica se basa en la Melatonina como mensajero clave que actúa sobre los componentes del eje hipotalámicohipofisario-gonadal (H.H.G.). Esta hormona es producida en la glándula pineal por la enzima AANAT, y se une a los receptores MT1 y MT2 del hipotálamo, hipófisis y ovario, modulando la secreción de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH), la hormona luteinizante (LH) y los esteroides sexuales estradiol y progesterona, respectivamente. La vizcacha de las llanuras de Sudamérica (Lagostomus maximus) posee caracteres reproductivos únicos, como poliovulación natural de hasta 800 oocitos por ciclo estral, inhibición de la atresia folicular, una preñez prolongada con reabsorción embrionaria selectiva y reclutamiento folicular, y una pseudo-ovulación con generación de cuerpos lúteos accesorios durante la gestación. Presenta dos períodos reproductivos al año, siendo el que va de abril a agosto más eficiente que el que abarca de octubre a febrero. El objetivo de este trabajo fue estudiar la influencia del fotoperíodo sobre el funcionamiento del eje H.H.G. de la vizcacha. En primer lugar se determinó la secuencia del ARNm de la prepro-GnRH hipotalámica. Se encontraron dos isoformas que difieren únicamente en el largo de la secuencia 5’-UTR. La variante de GnRH determinada fue mGnRH, y presentó un alto grado de conservación entre caviomorfos emparentados, mientras que la secuencia del péptido asociado a GnRH (GAP) mostró alta una variabilidad. El análisis de la expresión del sistema Melatoninérgico a lo largo del ciclo reproductivo de la vizcacha arrojó como resultado la co-localización de GnRH con ambos receptores de Melatonina en núcleos hipotalámicos que controlan la reproducción, el área preóptica y los núcleos supraóptico y supraquiasmático. Además, se determinó un incremento de la expresión de AANAT y de los niveles de Melatonina conforme progresa la gestación, y los menores niveles de MT1 y MT2 hipotalámicos se registraron en la etapa media de la preñez. Esto indicaría que el sistema Melatoninérgico contribuye al mantenimiento de la extensa gestación de la vizcacha. El efecto de la disponibilidad lumínica se determinó en vizcachas en fase folicular y en fase lútea inducida. En el primer caso, la exposición contínua a la luz redujo los niveles séricos de Melatonina pero incrementó la expresión de AANAT y en el ovario aumentó el número de folículos antrales y de cuerpos lúteos, los niveles de progesterona y la expresión de MT2 , mientras que la oscuridad constante incrementó los niveles de GnRH y MT1 , los niveles séricos de estradiol y la expresión de MT1 en el ovario. En animales en fase lútea, la luz incrementó los niveles de Melatonina y de LH, mientras que la oscuridad estimuló la expresión de AANAT y del MT1 hipotalámico. Estos resultados indicarían que los desajustes fotoperiódicos y hormonales alteran la respuesta del hipotálamo, de la hipófisis y del ovario de manera diferencial en función de la etapa del ciclo estral. La expresión hipotalámica de los receptores de estrógenos α (REα) y β (REβ) también varió con la disponibilidad lumínica; en animales en fase folicular se observó un incremento de los niveles de REα con la luz y un aumento de REβ con la oscuridad. Por otro lado, en animales en fase lútea, la luz constante aumentó la expresión hipotalámica del REβ. En ensayos de pulsatilidad, se observó que la Melatonina estimula la secreción de GnRH y de LH en hembras con ovulación inducida. Asimismo, se determinó el efecto inhibitorio del neuroestradiol sobre la secreción de GnRH, mientras que la incubación con Melatonina revirtió ese efecto. Por otro lado, la incubación conjunta de Melatonina con estradiol o con un agonista del REβ incrementó la liberación de GnRH, sugiriendo que la interacción de Melatonina y estradiol resulta necesaria para la actividad del eje H.H.G. En conclusión, este es el primer trabajo que demuestra que en la vizcacha, la regulación de cada órgano a través de la información fotoperódica, así como su respuesta a la Melatonina y el contexto hormonal del ciclo estral, confluyen en la modulación del eje reproductivo de manera de ajustar el inicio de la actividad del eje H.H.G. con la estación más favorable para la reproducción. Esta regulación particular, dependiente de la etapa del ciclo estral y de la disponibilidad lumínica, demuestra la relevancia de la información ambiental para llevar a cabo una gestación exitosa y remarca la importancia de esta especie como un valioso modelo de regulación neuroendócrina de la reproducción en mamíferos.The seasonal control of reproduction through the photoperiodic information relies on Melatonin as the key messenger acting on the components of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis (H.H.G.). This hormone is produced in the pineal gland by the enzyme AANAT, and binds to the MT1 and MT2 receptors of the hypothalamus, pituitary and ovary, where it modulates the secretion of gonadotropin-releasing hormone (GnRH), luteinizing hormone (LH) and the sex steroids estradiol and progesterone, respectively. The South American plains vizcacha (Lagostomus maximus) shows unique reproductive features, such as natural poliovulation of up to 800 oocytes per estral cycle, inhibition of follicular atresia, a prolonged pregnancy with selective embryo reabsorption and follicular recruitment, and pseudo-ovulation with generation of accesory corpora lutea accessories during pregnancy. It displays two reproductive periods per year, being the one from April to August more efficient than the one from October to February. The aim of this work was to study the influence of the photoperiod on the vizcacha’s H.H.G. axis functioning. First, the mRNA sequence of hypothalamic prepro-GnRH was determined. Two isoforms that differ in the length of the 5’-UTR sequence were found. The GnRH variant determined was mGnRH, and showed a high degree of conservation among related caviomorphs, while the sequence of the GnRH-associated peptide (GAP) showed high variability. The analysis Melatoninergic system expression throughout the reproductive cycle of the vizcacha resulted in the co-localization of GnRH with both Melatonin receptors in hypothalamic nuclei that modulate reproduction, the preoptic area and the supraoptic and suprachiasmatic nuclei. In addition, an increase in AANAT expression and Melatonin levels was determined as pregnancy progressed, and the lowest levels of hypothalamic MT1 and MT2 were registered at mid-pregnancy. This would indicate that the Melatoninergic system contributes to the maintenance of the extensive gestation of the vizcacha. The effect of light availability was determined in vizcachas at the follicular phase and at the induced luteal phase. In the first case, continuous exposure to light reduced serum levels of Melatonin but increased the expression of AANAT and increased the number of antral follicles and corpora lutea, progesterone levels and MT2 expression in the ovary, while constant darkness increased GnRH and MT1 levels, serum estradiol levels and MT1 expression in the ovary. In animals at luteal phase, light increased Melatonin and LH levels, while darkness stimulated the expression of AANAT and hypothalamic MT1 . These results would indicate that the photoperiodic and hormonal imbalances differentially alter the response of the hypothalamus, pituitary and ovary depending on the stage of the estrous cycle. Hypothalamic expression of the estrogen receptors α (REα) and β (REβ) also varied with light availability; at the follicular phase, an increase in REα levels was observed with light and an increase in REβ with darkness. On the other hand, in animals at luteal phase, constant light increased the hypothalamic expression of REβ. In pulsatility assays, it was observed that Melatonin stimulates GnRH and LH secretion in females with induced ovulation. Also, the inhibitory effect of neurostradiol on GnRH secretion was determined, while the incubation with Melatonin reversed this effect. On the other hand, the joint incubation of Melatonin with estradiol or with an REβ agonist increased GnRH release, suggesting that the interaction of Melatonin and estradiol is necessary for the activity of the H.H.G. axis In conclusion, this is the first work that shows that in the vizcacha the regulation of each organ through photoperiodic information, as well as its response to Melatonin and the hormonal context of the estrous cycle, converge in the modulation of the reproductive axis in a way to adjust the beginning of the activity of the H.H.G. axis with the most favorable season for reproduction. This particular regulation, dependent on the stage of the estrous cycle and on the light availability, demonstrates the relevance of environmental information for carrying out a successful gestation and highlights the importance of this species as a valuable model of neuroendocrine regulation of reproduction in mammals.Fil: Charif, Santiago Elías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentin
Luiz Alberto Ferreira Ramos - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Melatonin effect on cardiovascular parameters in disabled pulmonary arterial hypertension monocrotaline induced rats
2017Co-Authors: Luiz Alberto Ferreira RamosAbstract:Resumo: A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma patologia caracterizada pelo aumento da resistência dos vasos pulmonares, aumento na pressão Arterial pulmonar e hipertrofia do ventrículo direito, prejudicando as trocas gasosas alveolares e a função cardíaca. Por outro lado, a Melatonina (N-Acetil-5- metoxitriptamina), o principal hormônio produzido pela glândula pineal, pode reduzir o tônus do músculo liso vascular promovendo redução da resistência periférica e, consequentemente, diminuição da pressão arterial em ratos hipertensos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da Melatonina sobre parâmetros cardiovasculares de ratos portadores de HAP induzida por monocrotalina. Ratos Wistar adultos pesando com 250g foram distribuídos em quatro grupos experimentais (n=5): CO (controle); CML (controle Melatonina); MT (monocrotalina); MTML (monocrotalina+Melatonina). A HAP foi induzida pela administração de dose única de monocrotalina (60 mg/kg i.p.) no primeiro dia de experimento. Melatonina (15 mg/kg i.p.) foi administrada diariamente, durante os 28 dias do período experimental. Os animais foram anestesiados (ketamina 100 mg/kg + xilazina 7 mg/kg de peso corpóreo i.m.) para a obtenção de parâmetros eletrocardiográficos e avaliação da pressão arterial e, posteriormente foram submetidos à eutanásia por aprofundamento anestésico, para o estudo da reatividade vascular e para análise histológica do coração e pulmões. Os resultados mostraram que Melatonina reduziu significativamente a resposta contrátil da artéria pulmonar em relação aos ratos controles e portadores de HAP para resposta mínima da reatividade vascular à noradrenalina. A análise histológica mostrou que a Melatonina aumentou significativamente a área do lúmen das artérias pré-acinares pulmonares e a área alveolar do grupo MTML, em relação ao grupo MT, o qual apresentou valores significativamente reduzidos, em relação ao grupo CO. Além disso, a Melatonina proporcionou nos animais tratados com monocrotalina menor desvio do eixo elétrico para a direita em consequência, provavelmente, do menor grau de hipertrofia ventricular direita o que acarretou em redução do intervalo QT e, consequentemente, na prevenção do risco de morte súbita decorrente das alterações cardíacas desencadeadas pela hipertensão arterial pulmonar. Melatonina, também, preveniu a redução da pressão arterial média nos animais cuja oxigenação tecidual encontrava-se, provavelmente, prejudicada pelas alterações pulmonares e cardíacas induzidas pela monocrotalina. Concluindo, Melatonina atenuou os efeitos deletérios da monocrotalina sobre parâmetros cardiovasculares e pulmonares neste modelo de hipertensão arterial pulmonar ;;Abstract: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease characterized by increased pulmonary vascular resistance, increased pulmonary arterial pressure and right ventricular hypertrophy and impairs alveolar gas exchange and cardiac function. Moreover, Melatonin (N-acetyl-5-metoxytryptamine), the main hormone produced by the pineal gland can reduce the tone of vascular smooth muscle was a reduction in peripheral resistance and thus lowering blood pressure in hypertensive rats. The objective of this study was to evaluate the effect of Melatonin on cardiovascular parameters of rats with monocrotaline-induced PAH. Male Wistar rats weighing 250g were divided into four experimental groups (n = 5): CO (control), CML (control Melatonin), MT (monocrotaline), MTML (monocrotaline + Melatonin). PAH was induced by administration of single dose of monocrotaline (60 mg / kg ip) on the first day of the experiment. Melatonin (15 mg / kg ip) was administered daily for 28 days trial period. The animals were anesthetized (Ketamine 100 mg / kg + xylazine 7 mg / kg body weight im) to obtain electrocardiographic parameters and blood pressure evaluation and later euthanized by deep anesthesia, to study the vascular reactivity and for histological analysis of the heart and lungs. The results showed that Melatonin significantly reduced the contractile response of pulmonary artery and control rats with PAH for maximum response of vascular reactivity to norepinephrine. Histological analysis showed that Melatonin significantly increased the lumen area of the pre-acinar pulmonary alveolar area and the group's HTML, for the TM group, which had significantly reduced compared to the CO group. Moreover, Melatonin delivered in animals treated with monocrotaline minor electrical axis deviation to the right as a result, probably the lowest degree of right ventricular hypertrophy which resulted in a reduction of the QT interval and thus to prevent the risk of sudden death due of cardiac abnormalities triggered by pulmonary arterial hypertension. Melatonin also prevented the reduction in mean arterial pressure in animals in which tissue oxygenation was, probably affected by changes in pulmonary and cardiac changes induced by monocrotaline. In conclusion, Melatonin attenuated the deleterious effects of monocrotaline on cardiovascular parameters in this model of pulmonary arterial hypertensio
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Melatonin reduces cardiac and pulmonary deleterius alterations in disabled pulmonary arterial hypertension monocrotaline induced rats
2017Co-Authors: Luiz Alberto Ferreira RamosAbstract:Resumo: A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma patologia caracterizada pelo aumento da resistência dos vasos pulmonares, aumento da pressão arterial pulmonar e hipertrofia do ventrículo direito do coração, prejudicando as trocas gasosas alveolares e a função cardíaca. Por outro lado, a Melatonina (N-Acetil-5-metoxitriptamina), hormônio produzido principalmente pela glândula pineal, diminui o tônus do músculo liso vascular promovendo redução da resistência periférica, assim como efeito cardioprotetor devido a sua ação antioxidante. O objetivo deste trabalho foi avaliar o provável efeito cardioprotetor da Melatonina em ratos portadores de HAP. A HAP foi induzida pela administração de dose única de monocrotalina (60mg/kg ip) no primeiro dia do período experimental. Após os primeiros 15 dias, tempo necessário à instalação da HAP, Melatonina (10mg/kg ip) foi administrada diariamente, durante 13 dias. Os animais foram distribuídos em quatro grupos experimentais (n=5): CO (controle); MEL (controle Melatonina); MCT (monocrotalina); MCT+MEL (monocrotalina+Melatonina). Ao final do período experimental de 28 dias, os animais foram anestesiados (ketamina 100mg/kg + xilazina 7mg/kg de peso i.m) para a determinação de parâmetros eletrocardiográficos e da Variabilidade da Frequência Cardíaca (VFC). Posteriormente, foram submetidos à eutanásia, por aprofundamento anestésico, obtendo-se o coração para a determinação de biomarcadores cardíacos, enzimas antioxidantes do tecido cardíaco, parâmetros hemodinâmicos e análise histológica das artérias coronárias do ventrículo direito. Os resultados do ECG mostraram que a Melatonina, nos animais portadores de HAP, minimizou as alterações na frequência cardíaca, na despolarização atrial e ventricular, assim como nos parâmetros indicativos de risco de morte súbita. Além disso, Melatonina reduziu a hipertrofia ventricular direita, preveniu o aumento da espessura da camada média das artérias coronárias e aumentou a atividade das enzimas antioxidantes do coração dos animais portadores de HAP, o que pode ter contribuído para a ausência dos eventos do ECG indicativos de isquemia miocárdica, como observados no grupo MCT. Quanto aos aspectos hemodinâmicos, Melatonina preveniu a redução da pressão arterial média, da pressão sistólica e do índice de relaxamento ventricular melhorando, assim, a função sistólica e diastólica dos animais estudados. Em conclusão, Melatonina exerceu efeito protetor contra as alterações cardíacas decorrentes da hipertensão arterial pulmonar induzida pela monocrotalina. ;;Abstract: Pulmonary Arterial Hypertension (PAH) is a disease characterized by increased pulmonary vascular resistance, higher pulmonary artery pressure and right ventricular hypertrophy of the heart and impairs alveolar gas exchange and cardiac function. Furthermore, Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is a hormone produced primarily by the pineal gland, which decreases the tone of vascular smooth muscle promoting a reduction in peripheral resistance, as well as cardioprotective effect due to its antioxidant action. The objective of this study was to evaluate the probable cardioprotective effect of Melatonin in rats with PAH. PAH was induced by administration of a single dose of monocrotaline (60mg/kg ip) on the 1st day of the experimental period. After 15 days, the time needed to install the HAP Melatonin (10mg/kg i.p.) was administered daily further 13 days. The animals were divided into four experimental groups (n = 5): CO (control); MEL (control Melatonin); MCT (monocrotaline); MCT + MEL (monocrotaline + Melatonin). At the end of the experimental period (28 days), the animals were anesthetized (100mg/kg ketamine + xylazine 7mg/kg weight i.m.) to determine the ECG parameters and Heart Rate Variability (HRV). The animals were subsequently euthanized by deep anesthesia, give the hearts were resected to determine the cardiac biomarkers, antioxidant enzymes in cardiac tissue, hemodynamic parameters and the histological analysis of the coronary arteries were from the right ventricle. The ECG results showed that Melatonin, in PAH rats, reduced changes in heart rate, atrial and ventricular depolarization, as well as in parameters indicative of risk of sudden death. Moreover, Melatonin reduced the right ventricular hypertrophy, prevented the increase in medial thickness of the coronary arteries, increasing the activity of antioxidant enzymes in the heart of PAH animals, which may have contributed to the absence of ECG events indicative of myocardial ischemia, as observed in the MCT group. Regarding hemodynamic aspects Melatonin prevented the reduction in mean arterial pressure, systolic pressure and left ventricular relaxation rate, thereby improving systolic and diastolic function in the animals studied. In conclusion, Melatonin exerted a protective effect against heart changes resulted from monocrotaline-induced pulmonary hypertension
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Melatonin effect on cardiovascular parameters in disabled pulmonary arterial hypertension monocrotaline induced rats
Universidade Estadual de Campinas . Instituto de Biologia, 2010Co-Authors: Luiz Alberto Ferreira RamosAbstract:A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma patologia caracterizada pelo aumento da resistência dos vasos pulmonares, aumento na pressão Arterial pulmonar e hipertrofia do ventrículo direito, prejudicando as trocas gasosas alveolares e a função cardíaca. Por outro lado, a Melatonina (N-Acetil-5- metoxitriptamina), o principal hormônio produzido pela glândula pineal, pode reduzir o tônus do músculo liso vascular promovendo redução da resistência periférica e, consequentemente, diminuição da pressão arterial em ratos hipertensos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da Melatonina sobre parâmetros cardiovasculares de ratos portadores de HAP induzida por monocrotalina. Ratos Wistar adultos pesando com 250g foram distribuídos em quatro grupos experimentais (n=5): CO (controle); CML (controle Melatonina); MT (monocrotalina); MTML (monocrotalina+Melatonina). A HAP foi induzida pela administração de dose única de monocrotalina (60 mg/kg i.p.) no primeiro dia de experimento. Melatonina (15 mg/kg i.p.) foi administrada diariamente, durante os 28 dias do período experimental. Os animais foram anestesiados (ketamina 100 mg/kg + xilazina 7 mg/kg de peso corpóreo i.m.) para a obtenção de parâmetros eletrocardiográficos e avaliação da pressão arterial e, posteriormente foram submetidos à eutanásia por aprofundamento anestésico, para o estudo da reatividade vascular e para análise histológica do coração e pulmões. Os resultados mostraram que Melatonina reduziu significativamente a resposta contrátil da artéria pulmonar em relação aos ratos controles e portadores de HAP para resposta mínima da reatividade vascular à noradrenalina. A análise histológica mostrou que a Melatonina aumentou significativamente a área do lúmen das artérias pré-acinares pulmonares e a área alveolar do grupo MTML, em relação ao grupo MT, o qual apresentou valores significativamente reduzidos, em relação ao grupo CO. Além disso, a Melatonina proporcionou nos animais tratados com monocrotalina menor desvio do eixo elétrico para a direita em consequência, provavelmente, do menor grau de hipertrofia ventricular direita o que acarretou em redução do intervalo QT e, consequentemente, na prevenção do risco de morte súbita decorrente das alterações cardíacas desencadeadas pela hipertensão arterial pulmonar. Melatonina, também, preveniu a redução da pressão arterial média nos animais cuja oxigenação tecidual encontrava-se, provavelmente, prejudicada pelas alterações pulmonares e cardíacas induzidas pela monocrotalina. Concluindo, Melatonina atenuou os efeitos deletérios da monocrotalina sobre parâmetros cardiovasculares e pulmonares neste modelo de hipertensão arterial pulmonarPulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease characterized by increased pulmonary vascular resistance, increased pulmonary arterial pressure and right ventricular hypertrophy and impairs alveolar gas exchange and cardiac function. Moreover, Melatonin (N-acetyl-5-metoxytryptamine), the main hormone produced by the pineal gland can reduce the tone of vascular smooth muscle was a reduction in peripheral resistance and thus lowering blood pressure in hypertensive rats. The objective of this study was to evaluate the effect of Melatonin on cardiovascular parameters of rats with monocrotaline-induced PAH. Male Wistar rats weighing 250g were divided into four experimental groups (n = 5): CO (control), CML (control Melatonin), MT (monocrotaline), MTML (monocrotaline + Melatonin). PAH was induced by administration of single dose of monocrotaline (60 mg / kg ip) on the first day of the experiment. Melatonin (15 mg / kg ip) was administered daily for 28 days trial period. The animals were anesthetized (Ketamine 100 mg / kg + xylazine 7 mg / kg body weight im) to obtain electrocardiographic parameters and blood pressure evaluation and later euthanized by deep anesthesia, to study the vascular reactivity and for histological analysis of the heart and lungs. The results showed that Melatonin significantly reduced the contractile response of pulmonary artery and control rats with PAH for maximum response of vascular reactivity to norepinephrine. Histological analysis showed that Melatonin significantly increased the lumen area of the pre-acinar pulmonary alveolar area and the group's HTML, for the TM group, which had significantly reduced compared to the CO group. Moreover, Melatonin delivered in animals treated with monocrotaline minor electrical axis deviation to the right as a result, probably the lowest degree of right ventricular hypertrophy which resulted in a reduction of the QT interval and thus to prevent the risk of sudden death due of cardiac abnormalities triggered by pulmonary arterial hypertension. Melatonin also prevented the reduction in mean arterial pressure in animals in which tissue oxygenation was, probably affected by changes in pulmonary and cardiac changes induced by monocrotaline. In conclusion, Melatonin attenuated the deleterious effects of monocrotaline on cardiovascular parameters in this model of pulmonary arterial hypertensio
Fernández Cruz Edwin - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Caracterización química y bioactividad de compuestos producidos por levaduras y derivados de la vid.
2020Co-Authors: Fernández Cruz EdwinAbstract:En los últimos años, la Melatonina ha sido identificada en diversas matrices alimentarias, principalmente de origen vegetal como frutas (uvas, fresas) y verduras (tomates, pimientos). Sin embargo, ha generado un notable interés el hecho de detectar Melatonina en alimentos fermentados como el vino o la cerveza. Todo parece indicar que la presencia de esta molécula en alimentos fermentados está directamente relacionada con el metabolismo de las levaduras, especialmente del género Saccharomyces cerevisiae, durante los procesos fermentativos. La Melatonina es bien conocida en mamíferos como neurohormona sintetizada por la glándula pineal y su función principal es la de regular los ciclos circadianos de sueño/vigilia dependiendo de las condiciones de luz y oscuridad. Además, también ha mostrado otras propiedades bioactivas como molécula antioxidante, siendo una excelente captadora de especies reactivas de oxígeno. Por otro lado, ha sido también descrita en plantas y en microorganismos, aunque en este caso sus funciones no están completamente dilucidadas. La Melatonina se forma a partir del aminóacido triptófano, que pertenece al grupo de aminoácidos aromáticos junto a la tirosina y la fenilalanina. Su proceso de formación en mamíferos contempla como intermediarios moléculas como el 5-hidroxitriptófano, la serotonina o la N-acetilserotonina. En plantas, la triptamina también puede formar parte de la ruta de formación de la Melatonina en lugar del 5-hidroxitriptófano. Sin embargo, en microorganismos no está claramente definida su ruta metabólica de síntesis. En el caso de las levaduras, el metabolismo del triptófano produce asimismo el ácido indolacético y el triptofol, derivados de la ruta de Ehrlich. Las técnicas analíticas para cuantificar Melatonina en fluidos biológicos y alimentos abarcan desde el radioinmunoensayo, en el que destaca la técnica ELISA, hasta las técnicas de cromatografía líquida de alta resolución con detectores de masas de última generación. El principal reto es poder detectar y cuantificar concentraciones a nivel de traza. Las primeras han demostrado ser eficaces en fluidos biológicos como el plasma o la saliva. No obstante, cuando se han aplicado a matrices alimentarias, los resultados han sido dispares, hecho motivado por posibles interferentes de la compleja matriz alimentaria que puedan reaccionan con los anticuerpos utilizados en el ELISA. Por ello, la Cromatografía Líquida de Alta Resolución ha mostrado ser la mejor alternativa para el análisis de Melatonina y de otros compuestos derivados del aminoácido triptófano. En un principio, se desarrollaron métodos de cromatografía líquida con detectores de fluorescencia, pero debido a las bajas concentraciones de la Melatonina en alimentos fermentados, los límites de detección y cuantificación de estos detectores fueron insuficientes para la identificación inequívoca de esta molécula. En la actualidad, la cromatografía acoplada a espectrómetros de masas parece ser la más indicada para el estudio de la Melatonina. Sin embargo, la mayor parte de métodos publicados solo contemplan el análisis de la Melatonina de forma aislada, por lo que no permiten ofrecer una visión global sobre su posible vía de formación en alimentos fermentados. La presente Tesis Doctoral tiene como uno de sus objetivos desarrollar un método cromatográfico acoplado a espectrometría de masas para identificar simultáneamente diferentes compuestos derivados del metabolismo del triptófano y relacionados con la ruta de síntesis de la Melatonina. Además, se contempla el estudio de la estabilidad de estas moléculas frente al almacenamiento prolongado para comprobar el posible efecto matriz. Asimismo, se realizan diferentes ensayos de fermentación alcohólica tanto en mostos sintéticos como naturales a fin de seleccionar las levaduras con mayor capacidad de producción de compuestos indólicos derivados del triptófano. A su vez, se analizaron cervezas comerciales para dilucidar si en otras matrices distintas al vino se detectaba la presencia de compuestos indólicos. Asimismo, se han realizado estudios de bioactividad de compuestos estilbenoides, derivados del aminoácido fenilalanina y presentes en raspones de la vid (Vitis vinífera). Estos ensayos tienen como objetivo evaluar la capacidad de estos compuestos frente a la inhibición del proceso de angiogénesis, que en adultos está involucrado en la patogenia del cáncer y las enfermedades cardiovasculares, consideradas como las principales causas de muerte en el mundo, según los últimos datos de la OMS. Debido a que el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) es principal factor proangiogénico, la inhibición de VEGF es un mecanismo molecular plausible que demuestra una causa-efecto directa en la disminución del riesgo cardiovascular y de cáncer. Prueba del crucial rol de VEGF en la angiogénsis es el hecho de que ciertos fármacos frente al cáncer consisten en moléculas anti-VEGF, como el Avastin®. Sin embargo, debido al uso prolongado de las terapias anti-VEGF se han descrito serios efectos adversos, como hipertensión. Ciertos compuestos polifenólicos presentes en los alimentos como el galato de epicatequina, quercetina, entre otros, han demostrado poseer potencial anti-VEGF a la vez que activan la enzima óxido nítrico sintetasa endotelial (eNOS), responsable de la vasodilatación. Por tanto, se evaluó el potencial anti-VEGF de 12 compuestos de la familia de los estilbenos en una línea de células endoteliales de vena de cordón umbilical humano (HUVEC). Además, se determinó su efecto en la cascada de señalización intracelular, en concreto sobre las proteínas fosfolipasa gamma 1 (PLCγ1), responsable de la proliferación celular, la protein quinasa B (Akt) e eNOS. Los resultados más notables derivan del desarrollo de un método analítico validado que por primera vez identificaba simultáneamente nueve derivados del metabolismo del triptófano. Dicho método ha sido de utilidad para evaluar el posible efecto matriz de muestras fermentadas, dando por resultado que la cerveza es la matriz que sufre menos alteraciones en cuanto la composición de los compuestos indólicos, estableciendo como mejor temperatura de almacenamiento 4ºC. Las otras matrices probadas (vino, mosto sintético fermentado y extracto intracelular) fueron más inestables a lo largo del periodo de almacenamiento. Por otro lado, se confirmó la producción de Melatonina y otros compuestos derivados del metabolismo del triptófano como la serotonina, el ácido 3-indolacético, triptofol y un ester etílico del triptófano durante la fermentación alcohólica de mostos sintéticos, resultando la cepa de levaduras Saccharomyces cerevisiae Aroma White la mayor productora de Melatonina. Los resultados, además, fueron reproducibles en mostos de uva natural de distintas variedades de uva (Corredera, Chardonnay, Moscatel, Palomino Fino, Sauvignon Blanc, Tempranillo, Vijiriega), donde la levadura Aroma White volvió a ser la mayor productora de Melatonina. A su vez, destaca la descripción por primera vez de uno de los intermediarios de la ruta de la Melatonina, la N- cetilserotonina, en fermentaciones llevadas a cabo en mostos de la variedad Tempranillo. Además, se ha analizado el contenido de Melatonina y otros compuestos indólicos en diferentes cervezas comerciales, entre los que destaca la identificación por primera vez de 5- hidroxitriptófano, N-acetilserotonina y ácido 3-indolacético. En cuanto a la bioactividad de estilbenos, se han seleccionado 5 compuestos (astringina, piceatanol, pallidol, ε- y ω-viniferina) capaces de inhibir VEGF (IC50 = 2,9-39,4 μM). Además, las dos viniferinas fueron capaces de inhibir PLCγ1 al mismo tiempo que activaron eNOS, por lo que cabría esperar que no presentaran el efecto hipertensivo asociado a los actuales fármacos anti-VEGF. Los resultados son sin duda de interés a fin de mejorar los procesos de vinificación para que estos compuestos de la vid y los sintetizados por las levaduras durante la fermentación estén presentes en el vino, dándole un valor añadido al producto final, y trasladando las prácticas a la fabricación de otras bebidas fermentadas como la cerveza.In recent years, Melatonin has been identified in different foods, mainly from plant origin such us fruits (grapes, strawberries) and vegetables (tomatoes and peppers). However, the identification of Melatonin in fermented foods as beer and wine has attracted an increasing interest in research. Literature data indicate that the presence of this molecule in fermented food is due to the yeast metabolism, especially from Saccharomyces cerevisiae, during fermentative process. Melatonin is a well-known neurohormone synthesized by the pineal gland of mammals. Its main function is related with circadian rhythms depending of light/darkness conditions. Besides, it has reported additional bioactive properties such as antioxidant, being an effective oxygen scavenger. On the other hand, it has also been described in plants and microorganism, although its role in both organism in not well elucidated. Melatonin is formed from the amino acid tryptophan that belongs to the aromatic amino acids groups. Mammal’s metabolism of tryptophan encompasses different secondary metabolites such as 5-hydroxytryptophan, serotonin and N-acetylserotonin. In plants, tryptamine can be included on the Melatonin pathway instead of 5-hydroxytryptophan. However, the metabolic pathway that produce Melatonin in microorganisms is not completely defined. Nevertheless, amino acid catabolism by yeast known as the Ehrlich pathway mainly produces indole acetic acid and tryptophol. Analytical techniques to quantify Melatonin in biological fluids and foodstuff is quite diverse, covering from radioimmunoassay, being ELISA the most representative, to high resolution liquid chromatographic techniques coupled to a high resolution mass spectrometer. The main challenge of these techniques is to improve the detection and quantification limits of these compounds. ELISA technique is well performed when biological fluids are analysed. Nevertheless, its application to foodstuffs has been less repeatable, maybe due to the presence of interference in the food matrix that can react with the ELISA antibodies. For this reason, High Resolution Liquid Chromatography has proved to be the best technique for the Melatonin and derived tryptophan compounds analysis. At first, chromatographic methods with a fluorescence detector were used to determine Melatonin in food. However, the low concentrations of Melatonin presented in foods, and the limits of detection and quantitation of this detector make it ineffective to describe the presence of Melatonin unequivocally. Nowadays, liquid chromatography coupled to mass spectrometers results the best option to study Melatonin. However, most of the reported methods only analysed Melatonin. Thus, they cannot bring to light to a fully view of the likely formation pathways in fermented foods. Therefore, one of the aims of the present doctoral thesis is to develop a chromatographic method couple to mass spectrometry that simultaneously identify different tryptophan derived compounds related with Melatonin formation pathway. Additionally, the study of the compounds stability in different storage conditions was also included. Furthermore, fermentation experiments were performed in synthetic and natural must in order to find yeast with the best ability to synthesize indolic compounds derived from tryptophan. Eventually, commercial beers were analysed to dilucidate whether in other matrixes apart from wine indolic compounds are also produced. Moreover, the bioactivity of stilbenoids compounds derived from the amino acid phenylalanine and present in grapevine stalks of Vitis vinífera, was also study. These experiments have the aim of evaluate the potential ability of these compounds to inhibit angiogenesis. This physiological process is involved in the development of cancer and cardiovascular diseases in adult population. Both diseases are consider the world’s leading cause of death, according to the last data reported by the World Health Organisation. Since vascular endothelial growth factor (VEGF) is the main proangiogenic factor, its inhibition is a plausible molecular mechanism that shows a direct cause-effect for decreasing cardiovascular and cancer risk. One of the most remarkable proofs of VEGF role in angiogenesis is that some cancer treatments are based in an anti- VEGF drugs such as Avastin®, which is the most currently used. However, their lengthy treatment causes serious side effects, increasing the risk of hypertension. Certain polyphenols that are present in foods such as epillogatechin gallate and quercetin, among others, have proved a potential anti-VEGF activity, allowing the activation at the same time of the endothelial nitric oxide synthase, responsible of vasodilation. Thus, anti-VEGF potential of twelve stilbenes was evaluated in human umbilical vein endothelial cells. In addition, the possible effect on the signalling intracellular downstream, particularly on phospholipase γ1 (PLC γ1, main responsible of cell proliferation), protein kinase B and eNOS was also studied. Most remarkable results lead from the development and validation of an analytical method that identified simultaneously nine compounds derived from the amino acid tryptophan for the first time by UHPLC/HRMS technique in fermented synthetic must. The present method has been useful to evaluate the possible matrix effect of fermented samples, resulting beer as the matrix that caused less decrease of indolic compound composition and establishing a storage temperature of 4ºC as the best alternative of conservation. On the other hand, Melatonin and related compounds derived from tryptophan metabolism such as serotonin, indole acetic acid, tryptophol and ethyl ester of tryptophan was confirm during the alcoholic fermentation of synthetic must, being the S.cerevisiae Aroma White the most Melatonin producer. Additionally, it was proved the reproducibility of results in natural must of different grape varieties (Corredera, Chardonnay, Moscatel, Palomino Fino, Sauvignon Blanc, Tempranillo, Vijiriega), where Aroma White proved again to be the highest Melatonin producer. Moreover, for the first time N-acetylserotonin was quantified during the alcoholic fermentation of Tempranillo must. The analysis of indolic compounds in beers pinpoints the identification of 5-hydroxytryptophan, Nacetylserotonin and indole acetic acid in beers as a novelty. Regarding stilbenes bioactivity, astringin, piceatannol, pallidol, ε- and ω-viniferina inhibited VEGF activity (IC50 = 2.9-39.4 μM). In addition, both ε- and ω-viniferin were also able to inhibited PLCγ1, while activated eNOS, likely avoiding the side effects of hypertension, currently related with the anti-VEGF drugs treatment. With no doubt, present results are remarkable to improve wine-making process by enhancing the presence of stilbenes from grapevine and the indolic compounds derived from the amino acid tryptophan by yeast metabolism in wines during the alcoholic fermentation, giving an added value to the final product and trying to emulate this practices to the production of other fermented beverages such as beer
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Caracterización química y bioactividad de compuestos producidos por levaduras y derivados de la vid.
2018Co-Authors: Fernández Cruz EdwinAbstract:En los últimos años, la Melatonina ha sido identificada en diversas matrices alimentarias, principalmente de origen vegetal como frutas (uvas, fresas) y verduras (tomates, pimientos). Sin embargo, ha generado un notable interés el hecho de detectar Melatonina en alimentos fermentados como el vino o la cerveza. Todo parece indicar que la presencia de esta molécula en alimentos fermentados está directamente relacionada con el metabolismo de las levaduras, especialmente del género Saccharomyces cerevisiae, durante los procesos fermentativos. La Melatonina es bien conocida en mamíferos como neurohormona sintetizada por la glándula pineal y su función principal es la de regular los ciclos circadianos de sueño/vigilia dependiendo de las condiciones de luz y oscuridad. Además, también ha mostrado otras propiedades bioactivas como molécula antioxidante, siendo una excelente captadora de especies reactivas de oxígeno. Por otro lado, ha sido también descrita en plantas y en microorganismos, aunque en este caso sus funciones no están completamente dilucidadas. La Melatonina se forma a partir del aminóacido triptófano, que pertenece al grupo de aminoácidos aromáticos junto a la tirosina y la fenilalanina. Su proceso de formación en mamíferos contempla como intermediarios moléculas como el 5-hidroxitriptófano, la serotonina o la N-acetilserotonina. En plantas, la triptamina también puede formar parte de la ruta de formación de la Melatonina en lugar del 5-hidroxitriptófano. Sin embargo, en microorganismos no está claramente definida su ruta metabólica de síntesis. En el caso de las levaduras, el metabolismo del triptófano produce asimismo el ácido indolacético y el triptofol, derivados de la ruta de Ehrlich. Las técnicas analíticas para cuantificar Melatonina en fluidos biológicos y alimentos abarcan desde el radioinmunoensayo, en el que destaca la técnica ELISA, hasta las técnicas de cromatografía líquida de alta resolución con detectores de masas de última generación. El principal reto es poder detectar y cuantificar concentraciones a nivel de traza. Las primeras han demostrado ser eficaces en fluidos biológicos como el plasma o la saliva. No obstante, cuando se han aplicado a matrices alimentarias, los resultados han sido dispares, hecho motivado por posibles interferentes de la compleja matriz alimentaria que puedan reaccionan con los anticuerpos utilizados en el ELISA. Por ello, la Cromatografía Líquida de Alta Resolución ha mostrado ser la mejor alternativa para el análisis de Melatonina y de otros compuestos derivados del aminoácido triptófano. En un principio, se desarrollaron métodos de cromatografía líquida con detectores de fluorescencia, pero debido a las bajas concentraciones de la Melatonina en alimentos fermentados, los límites de detección y cuantificación de estos detectores fueron insuficientes para la identificación inequívoca de esta molécula. En la actualidad, la cromatografía acoplada a espectrómetros de masas parece ser la más indicada para el estudio de la Melatonina. Sin embargo, la mayor parte de métodos publicados solo contemplan el análisis de la Melatonina de forma aislada, por lo que no permiten ofrecer una visión global sobre su posible vía de formación en alimentos fermentados. La presente Tesis Doctoral tiene como uno de sus objetivos desarrollar un método cromatográfico acoplado a espectrometría de masas para identificar simultáneamente diferentes compuestos derivados del metabolismo del triptófano y relacionados con la ruta de síntesis de la Melatonina. Además, se contempla el estudio de la estabilidad de estas moléculas frente al almacenamiento prolongado para comprobar el posible efecto matriz. Asimismo, se realizan diferentes ensayos de fermentación alcohólica tanto en mostos sintéticos como naturales a fin de seleccionar las levaduras con mayor capacidad de producción de compuestos indólicos derivados del triptófano. A su vez, se analizaron cervezas comerciales para dilucidar si en otras matrices distintas al vino se detectaba la presencia de compuestos indólicos. Asimismo, se han realizado estudios de bioactividad de compuestos estilbenoides, derivados del aminoácido fenilalanina y presentes en raspones de la vid (Vitis vinífera). Estos ensayos tienen como objetivo evaluar la capacidad de estos compuestos frente a la inhibición del proceso de angiogénesis, que en adultos está involucrado en la patogenia del cáncer y las enfermedades cardiovasculares, consideradas como las principales causas de muerte en el mundo, según los últimos datos de la OMS. Debido a que el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) es principal factor proangiogénico, la inhibición de VEGF es un mecanismo molecular plausible que demuestra una causa-efecto directa en la disminución del riesgo cardiovascular y de cáncer. Prueba del crucial rol de VEGF en la angiogénsis es el hecho de que ciertos fármacos frente al cáncer consisten en moléculas anti-VEGF, como el Avastin®. Sin embargo, debido al uso prolongado de las terapias anti-VEGF se han descrito serios efectos adversos, como hipertensión. Ciertos compuestos polifenólicos presentes en los alimentos como el galato de epicatequina, quercetina, entre otros, han demostrado poseer potencial anti-VEGF a la vez que activan la enzima óxido nítrico sintetasa endotelial (eNOS), responsable de la vasodilatación. Por tanto, se evaluó el potencial anti-VEGF de 12 compuestos de la familia de los estilbenos en una línea de células endoteliales de vena de cordón umbilical humano (HUVEC). Además, se determinó su efecto en la cascada de señalización intracelular, en concreto sobre las proteínas fosfolipasa gamma 1 (PLCγ1), responsable de la proliferación celular, la protein quinasa B (Akt) e eNOS. Los resultados más notables derivan del desarrollo de un método analítico validado que por primera vez identificaba simultáneamente nueve derivados del metabolismo del triptófano. Dicho método ha sido de utilidad para evaluar el posible efecto matriz de muestras fermentadas, dando por resultado que la cerveza es la matriz que sufre menos alteraciones en cuanto la composición de los compuestos indólicos, estableciendo como mejor temperatura de almacenamiento 4ºC. Las otras matrices probadas (vino, mosto sintético fermentado y extracto intracelular) fueron más inestables a lo largo del periodo de almacenamiento. Por otro lado, se confirmó la producción de Melatonina y otros compuestos derivados del metabolismo del triptófano como la serotonina, el ácido 3-indolacético, triptofol y un ester etílico del triptófano durante la fermentación alcohólica de mostos sintéticos, resultando la cepa de levaduras Saccharomyces cerevisiae Aroma White la mayor productora de Melatonina. Los resultados, además, fueron reproducibles en mostos de uva natural de distintas variedades de uva (Corredera, Chardonnay, Moscatel, Palomino Fino, Sauvignon Blanc, Tempranillo, Vijiriega), donde la levadura Aroma White volvió a ser la mayor productora de Melatonina. A su vez, destaca la descripción por primera vez de uno de los intermediarios de la ruta de la Melatonina, la N- cetilserotonina, en fermentaciones llevadas a cabo en mostos de la variedad Tempranillo. Además, se ha analizado el contenido de Melatonina y otros compuestos indólicos en diferentes cervezas comerciales, entre los que destaca la identificación por primera vez de 5- hidroxitriptófano, N-acetilserotonina y ácido 3-indolacético. En cuanto a la bioactividad de estilbenos, se han seleccionado 5 compuestos (astringina, piceatanol, pallidol, ε- y ω-viniferina) capaces de inhibir VEGF (IC50 = 2,9-39,4 μM). Además, las dos viniferinas fueron capaces de inhibir PLCγ1 al mismo tiempo que activaron eNOS, por lo que cabría esperar que no presentaran el efecto hipertensivo asociado a los actuales fármacos anti-VEGF. Los resultados son sin duda de interés a fin de mejorar los procesos de vinificación para que estos compuestos de la vid y los sintetizados por las levaduras durante la fermentación estén presentes en el vino, dándole un valor añadido al producto final, y trasladando las prácticas a la fabricación de otras bebidas fermentadas como la cerveza.In recent years, Melatonin has been identified in different foods, mainly from plant origin such us fruits (grapes, strawberries) and vegetables (tomatoes and peppers). However, the identification of Melatonin in fermented foods as beer and wine has attracted an increasing interest in research. Literature data indicate that the presence of this molecule in fermented food is due to the yeast metabolism, especially from Saccharomyces cerevisiae, during fermentative process. Melatonin is a well-known neurohormone synthesized by the pineal gland of mammals. Its main function is related with circadian rhythms depending of light/darkness conditions. Besides, it has reported additional bioactive properties such as antioxidant, being an effective oxygen scavenger. On the other hand, it has also been described in plants and microorganism, although its role in both organism in not well elucidated. Melatonin is formed from the amino acid tryptophan that belongs to the aromatic amino acids groups. Mammal’s metabolism of tryptophan encompasses different secondary metabolites such as 5-hydroxytryptophan, serotonin and N-acetylserotonin. In plants, tryptamine can be included on the Melatonin pathway instead of 5-hydroxytryptophan. However, the metabolic pathway that produce Melatonin in microorganisms is not completely defined. Nevertheless, amino acid catabolism by yeast known as the Ehrlich pathway mainly produces indole acetic acid and tryptophol. Analytical techniques to quantify Melatonin in biological fluids and foodstuff is quite diverse, covering from radioimmunoassay, being ELISA the most representative, to high resolution liquid chromatographic techniques coupled to a high resolution mass spectrometer. The main challenge of these techniques is to improve the detection and quantification limits of these compounds. ELISA technique is well performed when biological fluids are analysed. Nevertheless, its application to foodstuffs has been less repeatable, maybe due to the presence of interference in the food matrix that can react with the ELISA antibodies. For this reason, High Resolution Liquid Chromatography has proved to be the best technique for the Melatonin and derived tryptophan compounds analysis. At first, chromatographic methods with a fluorescence detector were used to determine Melatonin in food. However, the low concentrations of Melatonin presented in foods, and the limits of detection and quantitation of this detector make it ineffective to describe the presence of Melatonin unequivocally. Nowadays, liquid chromatography coupled to mass spectrometers results the best option to study Melatonin. However, most of the reported methods only analysed Melatonin. Thus, they cannot bring to light to a fully view of the likely formation pathways in fermented foods. Therefore, one of the aims of the present doctoral thesis is to develop a chromatographic method couple to mass spectrometry that simultaneously identify different tryptophan derived compounds related with Melatonin formation pathway. Additionally, the study of the compounds stability in different storage conditions was also included. Furthermore, fermentation experiments were performed in synthetic and natural must in order to find yeast with the best ability to synthesize indolic compounds derived from tryptophan. Eventually, commercial beers were analysed to dilucidate whether in other matrixes apart from wine indolic compounds are also produced. Moreover, the bioactivity of stilbenoids compounds derived from the amino acid phenylalanine and present in grapevine stalks of Vitis vinífera, was also study. These experiments have the aim of evaluate the potential ability of these compounds to inhibit angiogenesis. This physiological process is involved in the development of cancer and cardiovascular diseases in adult population. Both diseases are consider the world’s leading cause of death, according to the last data reported by the World Health Organisation. Since vascular endothelial growth factor (VEGF) is the main proangiogenic factor, its inhibition is a plausible molecular mechanism that shows a direct cause-effect for decreasing cardiovascular and cancer risk. One of the most remarkable proofs of VEGF role in angiogenesis is that some cancer treatments are based in an anti- VEGF drugs such as Avastin®, which is the most currently used. However, their lengthy treatment causes serious side effects, increasing the risk of hypertension. Certain polyphenols that are present in foods such as epillogatechin gallate and quercetin, among others, have proved a potential anti-VEGF activity, allowing the activation at the same time of the endothelial nitric oxide synthase, responsible of vasodilation. Thus, anti-VEGF potential of twelve stilbenes was evaluated in human umbilical vein endothelial cells. In addition, the possible effect on the signalling intracellular downstream, particularly on phospholipase γ1 (PLC γ1, main responsible of cell proliferation), protein kinase B and eNOS was also studied. Most remarkable results lead from the development and validation of an analytical method that identified simultaneously nine compounds derived from the amino acid tryptophan for the first time by UHPLC/HRMS technique in fermented synthetic must. The present method has been useful to evaluate the possible matrix effect of fermented samples, resulting beer as the matrix that caused less decrease of indolic compound composition and establishing a storage temperature of 4ºC as the best alternative of conservation. On the other hand, Melatonin and related compounds derived from tryptophan metabolism such as serotonin, indole acetic acid, tryptophol and ethyl ester of tryptophan was confirm during the alcoholic fermentation of synthetic must, being the S.cerevisiae Aroma White the most Melatonin producer. Additionally, it was proved the reproducibility of results in natural must of different grape varieties (Corredera, Chardonnay, Moscatel, Palomino Fino, Sauvignon Blanc, Tempranillo, Vijiriega), where Aroma White proved again to be the highest Melatonin producer. Moreover, for the first time N-acetylserotonin was quantified during the alcoholic fermentation of Tempranillo must. The analysis of indolic compounds in beers pinpoints the identification of 5-hydroxytryptophan, Nacetylserotonin and indole acetic acid in beers as a novelty. Regarding stilbenes bioactivity, astringin, piceatannol, pallidol, ε- and ω-viniferina inhibited VEGF activity (IC50 = 2.9-39.4 μM). In addition, both ε- and ω-viniferin were also able to inhibited PLCγ1, while activated eNOS, likely avoiding the side effects of hypertension, currently related with the anti-VEGF drugs treatment. With no doubt, present results are remarkable to improve wine-making process by enhancing the presence of stilbenes from grapevine and the indolic compounds derived from the amino acid tryptophan by yeast metabolism in wines during the alcoholic fermentation, giving an added value to the final product and trying to emulate this practices to the production of other fermented beverages such as beer.Premio Extraordinario de Doctorado U
Luiz Alberto Ferreira - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Melatonin effect on cardiovascular parameters in disabled pulmonary arterial hypertension monocrotaline induced rats
[s.n.], 2018Co-Authors: Luiz Alberto FerreiraAbstract:Orientador: Miguel Arcanjo AreasDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma patologia caracterizada pelo aumento da resistência dos vasos pulmonares, aumento na pressão Arterial pulmonar e hipertrofia do ventrículo direito, prejudicando as trocas gasosas alveolares e a função cardíaca. Por outro lado, a Melatonina (N-Acetil-5- metoxitriptamina), o principal hormônio produzido pela glândula pineal, pode reduzir o tônus do músculo liso vascular promovendo redução da resistência periférica e, consequentemente, diminuição da pressão arterial em ratos hipertensos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da Melatonina sobre parâmetros cardiovasculares de ratos portadores de HAP induzida por monocrotalina. Ratos Wistar adultos pesando com 250g foram distribuídos em quatro grupos experimentais (n=5): CO (controle); CML (controle Melatonina); MT (monocrotalina); MTML (monocrotalina+Melatonina). A HAP foi induzida pela administração de dose única de monocrotalina (60 mg/kg i.p.) no primeiro dia de experimento. Melatonina (15 mg/kg i.p.) foi administrada diariamente, durante os 28 dias do período experimental. Os animais foram anestesiados (ketamina 100 mg/kg + xilazina 7 mg/kg de peso corpóreo i.m.) para a obtenção de parâmetros eletrocardiográficos e avaliação da pressão arterial e, posteriormente foram submetidos à eutanásia por aprofundamento anestésico, para o estudo da reatividade vascular e para análise histológica do coração e pulmões. Os resultados mostraram que Melatonina reduziu significativamente a resposta contrátil da artéria pulmonar em relação aos ratos controles e portadores de HAP para resposta mínima da reatividade vascular à noradrenalina. A análise histológica mostrou que a Melatonina aumentou significativamente a área do lúmen das artérias pré-acinares pulmonares e a área alveolar do grupo MTML, em relação ao grupo MT, o qual apresentou valores significativamente reduzidos, em relação ao grupo CO. Além disso, a Melatonina proporcionou nos animais tratados com monocrotalina menor desvio do eixo elétrico para a direita em consequência, provavelmente, do menor grau de hipertrofia ventricular direita o que acarretou em redução do intervalo QT e, consequentemente, na prevenção do risco de morte súbita decorrente das alterações cardíacas desencadeadas pela hipertensão arterial pulmonar. Melatonina, também, preveniu a redução da pressão arterial média nos animais cuja oxigenação tecidual encontrava-se, provavelmente, prejudicada pelas alterações pulmonares e cardíacas induzidas pela monocrotalina. Concluindo, Melatonina atenuou os efeitos deletérios da monocrotalina sobre parâmetros cardiovasculares e pulmonares neste modelo de hipertensão arterial pulmonarAbstract: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease characterized by increased pulmonary vascular resistance, increased pulmonary arterial pressure and right ventricular hypertrophy and impairs alveolar gas exchange and cardiac function. Moreover, Melatonin (N-acetyl-5-metoxytryptamine), the main hormone produced by the pineal gland can reduce the tone of vascular smooth muscle was a reduction in peripheral resistance and thus lowering blood pressure in hypertensive rats. The objective of this study was to evaluate the effect of Melatonin on cardiovascular parameters of rats with monocrotaline-induced PAH. Male Wistar rats weighing 250g were divided into four experimental groups (n = 5): CO (control), CML (control Melatonin), MT (monocrotaline), MTML (monocrotaline + Melatonin). PAH was induced by administration of single dose of monocrotaline (60 mg / kg ip) on the first day of the experiment. Melatonin (15 mg / kg ip) was administered daily for 28 days trial period. The animals were anesthetized (Ketamine 100 mg / kg + xylazine 7 mg / kg body weight im) to obtain electrocardiographic parameters and blood pressure evaluation and later euthanized by deep anesthesia, to study the vascular reactivity and for histological analysis of the heart and lungs. The results showed that Melatonin significantly reduced the contractile response of pulmonary artery and control rats with PAH for maximum response of vascular reactivity to norepinephrine. Histological analysis showed that Melatonin significantly increased the lumen area of the pre-acinar pulmonary alveolar area and the group's HTML, for the TM group, which had significantly reduced compared to the CO group. Moreover, Melatonin delivered in animals treated with monocrotaline minor electrical axis deviation to the right as a result, probably the lowest degree of right ventricular hypertrophy which resulted in a reduction of the QT interval and thus to prevent the risk of sudden death due of cardiac abnormalities triggered by pulmonary arterial hypertension. Melatonin also prevented the reduction in mean arterial pressure in animals in which tissue oxygenation was, probably affected by changes in pulmonary and cardiac changes induced by monocrotaline. In conclusion, Melatonin attenuated the deleterious effects of monocrotaline on cardiovascular parameters in this model of pulmonary arterial hypertensionMestradoFisiologiaMestre em Biologia Funcional e Molecula
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Melatonin reduces cardiac and pulmonary deleterius alterations in disabled pulmonary arterial hypertension monocrotaline induced rats
[s.n.], 2018Co-Authors: Luiz Alberto FerreiraAbstract:Orientador: Miguel Arcanjo AreasTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma patologia caracterizada pelo aumento da resistência dos vasos pulmonares, aumento da pressão arterial pulmonar e hipertrofia do ventrículo direito do coração, prejudicando as trocas gasosas alveolares e a função cardíaca. Por outro lado, a Melatonina (N-Acetil-5-metoxitriptamina), hormônio produzido principalmente pela glândula pineal, diminui o tônus do músculo liso vascular promovendo redução da resistência periférica, assim como efeito cardioprotetor devido a sua ação antioxidante. O objetivo deste trabalho foi avaliar o provável efeito cardioprotetor da Melatonina em ratos portadores de HAP. A HAP foi induzida pela administração de dose única de monocrotalina (60mg/kg ip) no primeiro dia do período experimental. Após os primeiros 15 dias, tempo necessário à instalação da HAP, Melatonina (10mg/kg ip) foi administrada diariamente, durante 13 dias. Os animais foram distribuídos em quatro grupos experimentais (n=5): CO (controle); MEL (controle Melatonina); MCT (monocrotalina); MCT+MEL (monocrotalina+Melatonina). Ao final do período experimental de 28 dias, os animais foram anestesiados (ketamina 100mg/kg + xilazina 7mg/kg de peso i.m) para a determinação de parâmetros eletrocardiográficos e da Variabilidade da Frequência Cardíaca (VFC). Posteriormente, foram submetidos à eutanásia, por aprofundamento anestésico, obtendo-se o coração para a determinação de biomarcadores cardíacos, enzimas antioxidantes do tecido cardíaco, parâmetros hemodinâmicos e análise histológica das artérias coronárias do ventrículo direito. Os resultados do ECG mostraram que a Melatonina, nos animais portadores de HAP, minimizou as alterações na frequência cardíaca, na despolarização atrial e ventricular, assim como nos parâmetros indicativos de risco de morte súbita. Além disso, Melatonina reduziu a hipertrofia ventricular direita, preveniu o aumento da espessura da camada média das artérias coronárias e aumentou a atividade das enzimas antioxidantes do coração dos animais portadores de HAP, o que pode ter contribuído para a ausência dos eventos do ECG indicativos de isquemia miocárdica, como observados no grupo MCT. Quanto aos aspectos hemodinâmicos, Melatonina preveniu a redução da pressão arterial média, da pressão sistólica e do índice de relaxamento ventricular melhorando, assim, a função sistólica e diastólica dos animais estudados. Em conclusão, Melatonina exerceu efeito protetor contra as alterações cardíacas decorrentes da hipertensão arterial pulmonar induzida pela monocrotalinaAbstract: Pulmonary Arterial Hypertension (PAH) is a disease characterized by increased pulmonary vascular resistance, higher pulmonary artery pressure and right ventricular hypertrophy of the heart and impairs alveolar gas exchange and cardiac function. Furthermore, Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is a hormone produced primarily by the pineal gland, which decreases the tone of vascular smooth muscle promoting a reduction in peripheral resistance, as well as cardioprotective effect due to its antioxidant action. The objective of this study was to evaluate the probable cardioprotective effect of Melatonin in rats with PAH. PAH was induced by administration of a single dose of monocrotaline (60mg/kg ip) on the 1st day of the experimental period. After 15 days, the time needed to install the HAP Melatonin (10mg/kg i.p.) was administered daily further 13 days. The animals were divided into four experimental groups (n = 5): CO (control); MEL (control Melatonin); MCT (monocrotaline); MCT + MEL (monocrotaline + Melatonin). At the end of the experimental period (28 days), the animals were anesthetized (100mg/kg ketamine + xylazine 7mg/kg weight i.m.) to determine the ECG parameters and Heart Rate Variability (HRV). The animals were subsequently euthanized by deep anesthesia, give the hearts were resected to determine the cardiac biomarkers, antioxidant enzymes in cardiac tissue, hemodynamic parameters and the histological analysis of the coronary arteries were from the right ventricle. The ECG results showed that Melatonin, in PAH rats, reduced changes in heart rate, atrial and ventricular depolarization, as well as in parameters indicative of risk of sudden death. Moreover, Melatonin reduced the right ventricular hypertrophy, prevented the increase in medial thickness of the coronary arteries, increasing the activity of antioxidant enzymes in the heart of PAH animals, which may have contributed to the absence of ECG events indicative of myocardial ischemia, as observed in the MCT group. Regarding hemodynamic aspects Melatonin prevented the reduction in mean arterial pressure, systolic pressure and left ventricular relaxation rate, thereby improving systolic and diastolic function in the animals studied. In conclusion, Melatonin exerted a protective effect against heart changes resulted from monocrotaline-induced pulmonary hypertensionDoutoradoFisiologiaDoutor em Biologia Funcional e Molecula
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Rola błonowych receptorów Melatoniny w zależnym od Melatoniny uwalnianiu oksytocyny z układu podwzgórze-część nerwowa przysadki szczura — badania in vitro oraz in vivo
'VM Media SP. zo.o VM Group SK', 2016Co-Authors: Juszczak Marlena, Wolak Monika, Bojanowska Ewa, Piera Lucyna, Roszczyk MagdalenaAbstract:Introduction: Melatonin exerts its biological role acting mainly via G protein-coupled membrane MT1 and MT2 receptors. To determine whether a response of oxytocinergic neurons to different concentrations of Melatonin is mediated through membrane MT1 and/or MT2 receptors, the effect of Melatonin receptors antagonists, i.e. luzindole (a non-selective antagonist of both MT1 and MT2 receptors) and 4-phenyl-2-propionamidotetralin (4-P-PDOT — a selective antagonist of MT2 receptor), on Melatonin-dependent oxytocin (OT) secretion from the rat hypothalamo-neurohypophysial (H-N) system, has been studied both in vitro and in vivo. Material and methods: For in vitro experiment, male rats served as donors of the H-N explants, which were placed in 1 ml of normal Krebs-Ringer fluid (nKRF) heated to 37oC. The H-N explants were incubated successively in nKRF {fluid B1} and incubation fluid as B1 enriched with appropriate concentration of Melatonin, i.e. 10–9 M, 10–7 M, or 10–3 M and luzindole or 4-P-PDOT, or their vehicles (0.1% ethanol or DMSO) {fluid B2}. After 20 minutes of incubation in fluid B1 and then B2, the media were collected and immediately frozen before OT estimation by the RIA. The OT secretion was determined by using the B2/B1 ratio for each H-N explant. During in vivo experiment, rats were given an intracerebroventricular (i.c.v.) infusion of 5 mL luzindole or 4-P-PDOT, or their solvent (0.1% DMSO) and 10 minutes later the next i.c.v. infusion of 5 mL of either Melatonin solution (10–7 M) or its vehicle (0.1 % ethanol in 0.9% sodium chloride). Results: Melatonin at a concentration of 10-3 M significantly stimulated, while at a concentration of 10–9 M had no effect on, oxytocin secretion from the rat H-N system in vitro, also when luzindole or 4-P-PDOT was present in a medium. On the other hand, Melatonin at a concentration of 10–7 M diminished this neurohormone output from an isolated H-N system and into the blood. Luzindole significantly suppressed such Melatonin action, while 4-P-PDOT did not change the inhibitory influence of 10–7 M Melatonin on oxytocin release, both in vitro and in vivo. Conclusions: The present study demonstrates that an inhibitory effect of 10–7 M Melatonin on oxytocin secretion from the rat H-N system is mediated through a subtype MT1 membrane receptor and its action is independent of subtype MT2 receptor. However, for the stimulatory effect of pharmacological concentration (10–3 M) of the pineal hormone on oxytocin release, probably mechanisms other than membrane MT1/MT2 receptor(s)-dependent are involved. (Endokrynol Pol 2016; 67 (5): 507–514) Wstęp: Melatonina wywiera biologiczny efekt, działając głównie za pośrednictwem związanych z białkami G błonowych receptorów MT1 oraz MT2. Aby określić czy w odpowiedzi neuronów oksytocynergicznych na różne stężenia Melatoniny uczestniczą błonowe receptory MT1 i/lub MT2, wpływ antagonistów, tj. luzindolu (nieselektywnego antagonisty obydwu receptorów MT1 i MT2) oraz 4-P-PDOT (selektywnego antagonisty receptora MT2), na zależne od Melatoniny uwalnianie oksytocyny (OT) z układu podwzgórze–część nerwowa przysadki (H-N) szczura, badano zarówno in vitro, jak i in vivo. Materiał i metody: Po wyosobnieniu z mózgu, układ H-N umieszczano w probówkach zawierających 1 ml płynu Krebsa-Ringera (K-R) ogrzanego do temperatury 37oC. Po okresie równoważenia do probówek dodawano normalny płyn K-R {płyn B1}, a następnie płyn B1 zawierający dodatkowo rozpuszczalnik Melatoniny (0,1% etanol) lub jej roztwór w odpowiednim stężeniu, tj. 10–9 M, 10–7 M lub 10–3 M i/lub luzindol, lub 4-P-PDOT, bądź ich rozpuszczalnik (0,1% DMSO) {płyn B2}. Po inkubacji układu H-N w każdym z roztworów (B1 i B2) przez 20 min, płyn inkubacyjny pobierano i natychmiast zamrażano do czasu oznaczenia w zebranych próbkach zawartości OT metodą RIA. Stopień uwalniania OT z układu H-N in vitro wyrażano jako stosunek B2/B1. Podczas eksperymentu in vivo, szczurom infundowano do komory bocznej mózgu (i.c.v.) 5 ml roztworu luzindolu lub 4-P-PDOT bądź ich rozpuszczalnika (DMSO); 10 min później, również i.c.v., wykonano iniekcję 5 ml roztworu Melatoniny (w stężeniu 10–7 M) lub jej rozpuszczalnika (0,1% etanol w 0,9% NaCl). Wyniki: Wykazano, że Melatonina w stężeniu 10–3 M istotnie nasila, natomiast w stężeniu 10–9 M pozostaje bez wpływu na wydzielanie OT z układu H-N in vitro, zarówno w obecności luzindolu, jak i 4-P-PDOT w medium inkubacyjnym. Natomiast, w stężeniu 10–7 M Melatonina istotnie ogranicza wydzielanie oksytocyny, zarówno in vitro, jak i in vivo. Luzindol znosi hamujący wpływ Melatoniny na wyrzut oksytocyny do płynu inkubacyjnego oraz do osocza krwi, natomiast 4-P-PDOT nie zmienia jej uwalniania hamowanego stosowaniem 10–7 M Melatoniny. Wnioski: Wyniki tych badań sugerują, że Melatonina, w stężeniu 10–7 M hamuje wydzielanie oksytocyny z układu H-N szczura przy udziale błonowego receptora MT1 i to działanie hormonu jest raczej niezależne od receptora MT2. Pobudzający wpływ farmakologicznych (10–3 M) stężeń Melatoniny na wyrzut oksytocyny do płynu inkubacyjnego z układu H-N zachodzi, najprawdopodobniej, przy udziale mechanizmów niezależnych od błonowych receptorów MT1 i/lub MT2. (Endokrynol Pol 2016; 67 (5): 507–514)
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Pobudzane stosowaniem forskoliny uwalnianie wazopresyny i oksytocyny z układu podwzgórze–część nerwowa przysadki szczura in vitro jest hamowane przez Melatoninę
'VM Media SP. zo.o VM Group SK', 2014Co-Authors: Roszczyk Magdalena, Juszczak MarlenaAbstract:Introduction: Previous in vivo and in vitro studies have shown that Melatonin changes vasopressin (AVP) and oxytocin (OT) secretion from the rat neurohypophysis. Additionally, Melatonin is known to inhibit the forskolin-induced (forskolin is a strong adenylyl cyclase - AC activator) increase in cAMP accumulation in the rat pituitary. To determine whether the possible response of vasopressinergic and/or oxytocinergic neurones to Melatonin could be mediated through a cAMP-dependent mechanism, the effect of different concentrations of Melatonin (i.e. 10-11, 10-9, 10-7, 10-5 and 10-3 M) on forskolin-stimulated AVP and OT release from the rat hypothalamo-neurohypophysial (H-NH) system was studied in vitro.Material and methods: Male rats served as donors of the H-NH explants, which were placed in 1 mLof normal Krebs-Ringer fluid (nKRF), heated to 37oC and constantly gassed with carbogen (95% O2 and 5% CO2). The H-NH explants were incubated successively in nKRF {fluid B1} and incubation fluid as B1 enriched with an appropriate concentration of Melatonin, i.e. 10-11 – 10-3 M and/or forskolin (at a concentration of 10-5 M) or their vehicles (0.1% ethanol or DMSO) {fluid B2}. After 20 min incubation in fluid B1 and next B2, the media were collected and immediately frozen before AVP and OT estimation by the RIA. The AVP and OT secretion was determined by using B2/B1 ratio for each H-NH explant.Results: We have demonstrated that the highly effective AC activator — forskolin significantly stimulated both AVP and OT release from isolated rat H-NH system. Such an effect of forskolin was reduced by Melatonin at concentrations of 10-9, 10-7 and 10-5 M. The strongest effect was exerted by this hormone at a concentration of 10-7 M, which inhibited not only forskolin-stimulated, but also basal, AVP and OT release. On the contrary, the highest studied concentration (i.e. 10-3 M) of Melatonin stimulated both AVP and OT basal release, but when forskolin was present in the medium Melatonin at such a concentration remained inactive in modifying these hormones release from the H-NH system in vitro.Conclusions: Our present results demonstrate that in the male rat: 1. The influence of Melatonin on the vasopressinergic and oxytocinergic neurones activity is mediated partly through a cAMP-dependent mechanism. 2. The effect of Melatonin in this respect depends on its concentration. (Endokrynol Pol 2014; 65 (2): 125–131)Wstęp: Wcześniejsze badania wykazały, że Melatonina modyfikuje proces uwalniania wazopresyny (AVP) i oksytocyny (OT) zarówno in vivo, jak in vitro. Ponadto stwierdzono, że Melatonina hamuje indukowaną forskoliną (forskolina jest silnym aktywatorem cyklazy adenylanowej, której pobudzenie zwiększa syntezę cAMP) akumulację cAMP w przysadce szczura. Aby określić czy cAMP pośredniczy we wpływie Melatoniny na czynność wydzielniczą neuronów wazopresynergicznych i/lub oksytocynergicznych zbadano wpływ różnych stężeń tego hormonu (tj. 10-11, 10-9, 10-7, 10-5, 10-3 M) na wywołane stosowaniem forskoliny uwalnianie AVP i OT z układu podwzgórze - część nerwowa przysadki (H-NH) szczura in vitro.Materiał i metody: Po wyosobnieniu z mózgu, układ H-NH umieszczano w probówkach zawierających 1 mL płynu Krebsa-Ringera (K-R) ogrzanego do temperatury 37oC oraz nasycanego mieszaniną karbogen (95% O2 i 5% CO2). Po okresie równoważenia, do probówek dodawano normalny płyn K-R {płyn B1}, a następnie płyn B1 zawierający dodatkowo rozpuszczalnik Melatoniny (0.1% etanol) lub jej roztwór w odpowiednim stężeniu, tj. 10-11 – 10-3 M i/lub forskolinę (w stężeniu 10-5 M), bądź jej rozpuszczalnik (0,1% DMSO) {płyn B2}. Po inkubacji układu H-NH w każdym z roztworów (B1 i B2) przez 20 min płyn inkubacyjny pobierano i natychmiast zamrażano do czasu oznaczenia w zebranych próbkach zawartości AVP i OT metodą RIA. Stopień uwalniania AVP i OT z układu H-NH in vitro wyrażano jako stosunek B2/B1.Wyniki: Wykazano, że forskolina istotnie zwiększa uwalnianie AVP i OT z układu H-NH do płynu inkubacyjnego in vitro, natomiast Melatonina (w stężeniach 10-9, 10-7 i 10-5 M) efekt ten istotnie ogranicza. Najsilniejszy efekt hamujący Melatonina wywiera w stężeniu 10-7 M, hamując nie tylko pobudzane forskoliną, ale także podstawowe uwalnianie obydwu neurohormonów. Przeciwnie, w stężeniu 10-3 M Melatonina istotnie nasila wydzielanie AVP i OT do płynu inkubacyjnego, natomiast nie zmienia pobudzanego stosowaniem forskoliny ich uwalniania.Wnioski: Wyniki tych badań sugerują, że:1. W mechanizmie wpływu Melatoniny na sekrecyjną aktywność neuronów wazopresynergicznych i oksytocynergicznych u szczura ma znaczenie cAMP.2. Efekt ten zależy od stężenia Melatoniny. (Endokrynol Pol 2014; 65 (2): 125–131
