Molecular components and mechanism of adrenergic signal transduction in mammalian pineal gland: regulation of melatonin synthesis.

Rhythmic neural outputs from the hypothalamic suprachiasmatic nucleus (SCN), which programme the rhythmic release of norepinephrine (NE) from intrapineal nerve fibers, regulate circadian rhythm of melatonin synthesis. Increased secretion of NE with the onset of darkness during the first half of night stimulates melatonin synthesis by several folds. NE binds to both alpha1- and beta-adrenergic receptors present on the pinealocyte membrane and initiates adrenergic signal transduction via cyclic adenosine monophosphate (cAMP) and cyclic guanosine monophosphate (cGMP) generating pathways. The NE-induced adrenergic signal transduction switches 'on' melatonin synthesis during the early hours of night by stimulating expression of the rate-limiting enzyme of melatonin synthesis, N-acetyltransferase (AA-NAT) via cAMP-protein kinase A (PKA)-cAMP response element binding protein (CREB)-cAMP response element (CRE) pathway as well as by increasing AA-NAT activity via cAMP-PKA-14-3-3 protein pathway. Simultaneously, adrenergically-induced expression of inducible cAMP early repressor (ICER) negatively regulates aa-nat gene expression and controls the amplitude of melatonin rhythm. In the second half of night, increased release of acetylcholine from central pinealopetal projections, inhibition of NE secretion by SCN, withdrawal of adrenergic inputs and reversal of events that took place in the first half lead to switching 'off' of melatonin synthesis. Adrenergic signal transduction via cGMP-protein kinase G (PKG)-mitogen activated protein kinase (MAPK)-ribosomal S6 kinase (RSK) pathway also seems to be fully functional, but its role in modulation of melatonin synthesis remains unexplored. This article gives a critical review of information available on various components of the adrenergic signal transduction cascades involved in the regulation of melatonin synthesis.

Recognition of n-acetylglucosamine (GLyNAc) and poly-i-acetyllactosamine residues in vessels of the rat pineal gland

Las lectinas son proteínas que contienen áreas singulares para el reconocimiento de secuencias de azúcares en los glicoconjugados. La lecitina del tomate Lycopersicon esculentum (LEL) es capaz de reconocer específicamente los residuos de N-acetil-glucosamina (Gly-Nac) y poli-N-acetil-lactosamina. Utilizamos la técnica histoquímica para LEL conjugada a la biotina con el propósito de investigar en la glándula pineal de ratones adultos y durante el desarrollo, las estructuras morfológicas capaces de unirse a esta lecitina. Nuestros resultados experimentales mostraron un material de coloración por la LEL, solamente en la superficie de las células endoteliales de todos los vasos sanguíneos y en todas las regiones de la glándula. La excepción ocurrió en los ratones con un día pos-natal (PN1), donde solamente los vasos de la región más periférica de la glándula presentaban coloración marrón amarillenta por la LEL, pero ninguno presentaba esta coloración en la región más central de la glándula. La reacción apareció especialmente en el espacio interno de las pseudo-rosetas, demostrando así que este espacio está, seguramente, representado por un vaso.

Immunochemical Characterization of Brain and Pineal Tryptophan Hydroxylase

Recombinant mouse tryptophan hydroxylase (TPH) was expressed in Escheri-chia coli, using a bacterial expression vector and has been purified to homogeneity by sonication followed by Sepharose 4B column chromatography and native slab gel electrophoresis. This purified enzymatically active TPH protein was used for production of a specific antiserum. This antiserum identified the predicted TPH band (molecular weight, 54 kDa) on Western blot of crude extracts from the rat and mouse dorsal raphe, and the rat pineal gland. However, this antiserum recognized an additional protein band of lower molecular weight (48 kDa) in pineal extract. It is not clear whether the 48 kDa TPH band represents an isozyme or a protease cleavage product of TPH. Since the pineal gland contains higher TPH mRNA and lower TPH activity when it is compared with dorsal raphe nucleus enzyme, this lower molecular weight TPH may participate in the reduced TPH specific activity. In addition, there are no specific TPH inhibitors in the pineal gland and this lower molecular weight TPH is inactive or has a very low specific activity. This antiserum specifically immunostained serotonergic cell bodies in the dorsal raphe nuclei, some large caliber serotonergic processes in the dorsal raphe area as well as terminals in the olfactory bulb. It also immunolabeled the pineal gland and immunoprecipitated equally well TPH protein from the dorsal raphe nucleus and the pineal gland in a concentration-dependent manner.

Pineal serotonin N - acetyltransferase and hydroxyindole - 0 - methyltransferase activities in vizcacha (Lagostomus maximus maximus) maintained under various photoperiods

Este trabajo tiene como propósito estudiar las actividades de las enzimas NAT y HIOMT en glándula pineal de vizcacha, bajo distintos regímenes de iluminación. La actividad de NAT presentó marcada variación diaria en los animales mantenidos en condiciones de LD 12:12, permaneciendo descendida durante las horas de iluminación y siendo máxima en oscuridad. En oscuridad permanente aumenta significativamente y se anulan las variaciones diarias de NAT. La actividad de HIOMT en pineal de vizcachas mantenidas en LD 12:12 no presentó ritmos diarios; en iluminación la actividad desciende, no recuperándose en la etapa de oscuridad. En el lote de oscuridad permanente se observó un marcado aumento, mientras que en iluminación permanente descendió a 1/7 de los valores encontrados en oscuridad. En iluminación natural día-noche la HIOMT recuperó su actividad en las horas de oscuridad. Concluimos que en este roedor la actividad de las enzimas estudiadas es afectada por la luz, siendo la HIOMT la más sensible

Permeabilidad de la glandula pineal del hamster dorado (Mesocricetus auratus) a la peroxidasa de rabano / Permeability of golden hamster's (Mesocricetus auratus) to the radish peroxidase

Se hace un analisis de la permeabilidad de las porciones superficial y profunda de la glandula pineal, utilizando peroxidasa de rabano (H.R.P.) a traves del cuarto ventriculo, con tiempos de circulacion del trazador de 2, 3, 5, 7 y 10 minutos; cumplido este periodo, fueron sacrificados y perfundidos para, finalmente, revelar la presencia de peroxidasa usando una mezcla de diamino bencidina y peroxido de hidrogeno. Se encontro un comportamiento de permeabilidad diferente entre las porciones superficial y profunda. La porcion profunda mostro una mayor y mas rapida captacion que la porcion superficial; otras estructuras vecinas como el organo subcomisural y nucleo habenulas medial presentaron un comportamiento similar a la porcion profunda. Se plantea la posibilidad de que sustancias presentes en el liquido cefalorraquideo (LCR) puedan interaccionar con el tejido glandular y viceversa, lo cual seria de gran importancia en el manejo de senales en el L.C.R