Mechanisms regulating melanogenesis* / Mecanismos reguladores da melanogênese

Skin pigmentation is an important human phenotypic trait whose regulation, in spite of recent advances, has not yet been fully understood. The pigment melanin is produced in melanosomes by melanocytes in a complex process called melanogenesis. The melanocyte interacts with endocrine, immune, inflammatory and central nervous systems, and its activity is also regulated by extrinsic factors such as ultraviolet radiation and drugs. We have carried out a review of the current understanding of intrinsic and extrinsic factors regulating skin pigmentation, the melanogenesis stages and related gene defects. We focused on melanocyte-keratinocyte interaction, activation of melanocortin type 1 receptor (MC1-R) by peptides (melanocyte-stimulating hormone and adrenocorticotropic hormone) resulting from proopiomelanocortin (POMC) cleavage, and mechanisms of ultraviolet-induced skin pigmentation. The identification and comprehension of the melanogenesis mechanism facilitate the understanding of the pathogenesis of pigmentation disorders and the development of potential therapeutic options.

A pigmentação da pele é um importante traço fenotípico do ser humano mas apesar dos recentes avanços a sua regulação não está ainda totalmente esclarecida. O pigmento melanina é produzido nos melanossomas pelos melanócitos, num processo complexo designado por melanogénese. O melanócito interatua com os sistemas endócrino, imunitário, inflamatório e nervoso central e a sua atividade é também regulada por fatores extrínsecos como a radiação ultravioleta e fármacos. Fizemos uma revisão do conhecimento atual sobre os fatores intrínsecos e extrínsecos reguladores da pigmentação cutânea, etapas da melanogénese e defeitos genéticos relacionados. Fizemos enfoque na interação melanócito-keratinócito, na ativação do receptor da melanocortina tipo 1 (MC1-R) pelos péptidos (hormona estimuladora do melanócito e hormona adrenocorticotrófica) resultantes da clivagem da proopiomelanocortina (POMC) e mecanismos da pigmentação induzida pela radiação ultravioleta. A identificação e compreensão dos mecanismos reguladores da pigmentação cutânea facilitam o conhecimento dos mecanismos patogénicos dos distúrbios da pigmentação e o desenvolvimento de potenciais opções terapêuticas.

Qualidade e quantidade do leite produzido por cabras da raça Saanen submetidas a estresse por três dias consecutivos / Quality and quantity of milk produced by Saanen goats submitted to stress during three sequential days

Estudou-se o efeito do estresse fisiológico, via administração pontual de ACTH, sobre os níveis de cortisol e a quantidade e qualidade do leite produzido. Para tanto, 12 cabras da raça Saanen foram alocadas em dois grupos experimentais: o grupo ACTH recebeu 0,6 UI de ACTH/kg PV, e o grupo placebo recebeu solução placebo. A produção de leite, os percentuais de proteína, gordura e lactose e a contagem de células somáticas (CCS) do leite foram mensurados antes, durante e após a administração de ACTH e do placebo. Simultaneamente à administração de ACTH e placebo por três dias consecutivos, foram realizadas colheitas de sangue para mensuração dos teores de cortisol. Nos tempos -30 e zero, ambos os grupos apresentaram concentrações basais de cortisol. O aumento nos níveis de cortisol foi significativo nos tempos 60min (grupo ACTH: 59,00±5,70 e grupo placebo: 5,23±1,37ng/mL) e 120min (grupo ACTH: 47,96±9,72 e grupo placebo: 4,38±1,14ng/mL), pois a concentração de cortisol foi maior no grupo ACTH. Os valores retornaram ao basal no tempo 300min. Não houve diferenças na produção leiteira entre os grupos ACTH e placebo, tampouco de proteína, gordura, lactose e CCS do leite dos grupos, portanto o estresse induzido por três dias consecutivos não trouxe prejuízos à produção.

The experiment aimed to study the effect of physiological stress on cortisol levels, quality and quantity of milk through punctual administration of ACTH. Twelve Saanen goats were divided in two experimental groups: ACTH group (0,5±g of ACTH/Kg.L.W); Placebo group (placebo solution). Milk production, and percentages of protein, fat, lactose and SCC (somatic cells counting) of the milk were analyzed before, during and after the administration of ACTH/placebo. Simultaneously to the ACTH/placebo administration and during three sequential days, blood was collected to evaluate cortisol concentrations. At times -30 and zero, both groups presented basal concentrations of cortisol. The increase of cortisol contents was significant at times 60 (group ACTH: 59.00±5.70 and groups placebo: 5.23±1.37ng/mL) and 120 (group ACTH: 47.96±9.72 and group placebo: 4.38±1,14ng/mL) since the cortisol content was higher on the ACTH group. The values returned to the basal level at 300 minutes. Concerning milk production, no differences were found between ACTH and placebo groups. Milk, protein, fat, lactose and SCC did not distinguish one group from another. The results indicated that the physiological stress induced during three days was not harmful to milk production and milk quality of Saanen goats.

A connection between extracellular matrix and hormonal signals during the development of the human fetal adrenal gland

The human adrenal cortex, involved in adaptive responses to stress, body homeostasis and secondary sexual characters, emerges from a tightly regulated development of a zone-specific secretion pattern during fetal life. Its development during fetal life is critical for the well being of pregnancy, the initiation of delivery, and even for an adequate adaptation to extra-uterine life. As early as from the sixth week of pregnancy, the fetal adrenal gland is characterized by a highly proliferative zone at the periphery, a concentric migration accompanied by cell differentiation (cortisol secretion) and apoptosis in the central androgen-secreting fetal zone. After birth, a strong reorganization occurs in the adrenal gland so that it better fulfills the newborn's needs, with aldosterone production in the external zona glomerulosa, cortisol secretion in the zona fasciculata and androgens in the central zona reticularis. In addition to the major hormonal stimuli provided by angiotensin II and adrenocorticotropin, we have tested for some years the hypotheses that such plasticity may be under the control of the extracellular matrix. A growing number of data have been harvested during the last years, in particular about extracellular matrix expression and its putative role in the development of the human adrenal cortex. Laminin, collagen and fibronectin have been shown to play important roles not only in the plasticity of the adrenal cortex, but also in cell responsiveness to hormones, thus clarifying some of the unexplained observations that used to feed controversies.

Update on stress and depression: the role of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis

Nos últimos cinqüenta anos, as relações entre estresse e mudanças neurológicas nas doenças psiquiátricas foram bastante documentadas. Um dos maiores focos de investigação nesta área tem sido o eixo hipotálamo-hipofisário-adrenal (HHA), tanto como marcador da resposta ao estresse, quanto como um mediador das mudanças fisiopatológicas em resposta ao estresse. Esta revisão examina a literatura emergente no que concerne às relações entre estresse, eixo HHA e depressão, assim como o papel do estresse precoce como fator de risco para a disfunção do eixo HHA. Os estudos mais recentes sugerem um papel de destaque para a hiperatividade deste eixo em adultos com depressão e transtornos de ansiedade. Esta hiperatividade pode se constituir na ligação entre ocorrência de adversidades na infância e o desenvolvimento da psicopatologia no adulto.

Resposta adrenocortical em caninos tratados com betametasona e fludrocortisona por via auricular / Canine adrenocortical response to otic betamethasone and fludrocortisone

Vinte e quatro caninos adultos hígidos, sem raça definida, machos e fêmeas, com peso e idade variados, foram divididos igualmente em grupo controle, betametasona, fludrocortisona, e receberam, por via auricular, 2ml diários das seguintes soluçöes: salina a 0,9 por cento, fosfato dissódico de betametasona a 0,1 por cento e acetato de fludrocortisona a 0,1 por cento, respectivamente. Os animais foram submetidos a duas aplicaçöes diárias de 0,5ml da soluçäo correspondente em cada conduto auditivo, durante um período de 14 dias. Foram realizadas colheitas de sangue da jugular no 7§ e 14§ dias de tratamento e no 7§ dia após o término dos tratamentos. Realizou-se a determinaçäo dos níveis séricos de cortisol pré e pós-estímulo com ACTH. Os grupos betametasona e fludrocortisona apresentaram um decréscimo significativo (P<0,05) do cortisol pré e pós-ACTH em todas as datas de colheita. Conclui-se que a betametasona e a fludrocortisona, usadas pela via auricular, produzem efeitos consideráveis sobre a funçäo adrenocortical.

Exercício físico e memória / Physical exercise and memory

A memória é susceptível às influências endógena, hormonal e neuro-humoral especialmente logo após a aquisiçäo da informaçäo. A amígdala, o septo medial, o hipocampo e o córtex entorrinal estäo envolvidos nos processos de consolidaçäo, armazenamento e evocaçäo. A resposta ao problema dos mecanismos de armazenamento podem encontrar-se tanto pelo caminho da potenciaçäo delonga duraçäo como pelo das redes neurais, através de uma interaçäo complementar. A modulaçäo da memória enfoca a atençäo na análise das condiçöes sob as quais a consolidaçäo da memória pode ser alterada. Uma informaçäo adquirida em um determinado contexto neuro-humoral será melhor evocada se durante o processo de evocaçäo o contexto neuro-humoral for similar ao do momento da aquisiçäo, caracterizando a existência de uma periférica pós-treino de hormônios normalmente liberados por experiências emocionais e estresses, tais como: catecolaminas, ACTH, vasopressina, além do peptídio opióide B-endorfina. Os hormônios e opióides envolvidos na regulaçäo da memória também estäo envolvidos na regulaçäo, homeostática do exercício. Estudos têm demonstrado que a liberaçäo das catecolaminas, vasopressina, ACTH e B-endorfina é estimulada pelo exercício, fazendo-se uma relaçäo do efeito do exercício na regulaçäo da memória, especialmente exercícios intensos e os moderados de longa duraçäo

Lactogênese e reflexo ejecto-láctil / Lactogenesis and milk-ejection reflex

Apresenta-se uma revisäo näo exaustiva sobre os processos fisiológicos envolvidos com a produçäo e a ejeçäo de leite, bem como fatores que interferem em tais processos.

Effect of atrial extract on the ACTH and cortisol response to stress in rats

Twenty male albino rats were divided into two groups: Control group [receiving intravenous placebo] and experimental group [receiving intravenous atrial extract [80 mug/kg body weight] before being subjected to stress induced by ether inhalation for 60 seconds]. Plasma ACTH, cortisol, aldosterone, glucose and sodium were estimated for all rats basally as well as 15, 30 and 45 minutes after ether inhalation. In placebo-treated rats, ether inhalation resulted in statistically significant increase in plasma ACTH and cortisol. In atrial extract-treated rats, the ACTH and cortisol responses to stress were statistically suppressed when compared with the control response. No changes in plasma aldosterone, glucose or sodium were detected

Patterns of long-term steroidogenesis stimulation by ACTH and phorbol ester

Adrenocorticotropic hormone (ACTH) triggers well-defined responses in Y-1 cells. Among them is steroidogenesis stimulation. We have previously shown that phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), an activator of the calcium- and phospholipid-dependent protein kinase (PKC) is able to mimic all the responses triggered by ACTH in these cells, including steroidogenesis stimulation. Short (2 h) treatment with PMA leads to only 20-30 per cent of the maximal steroidogenesis stimulation obtained with ACTH. However, the steroid secretion in the 2 h that follows the short-term (2 h) PMA treatment reaches the same levels as observed with ACTH, i.e., a 12- to 15-fold increase. We also show that this effect is restricted to cells treated with PMA for up to 4 h, while treatment for longer periods of time causes a reduction of the steroid biosynthesis rate, an effect that is not observed in cells treated with ACTH or N6,2'-O-dibutyryladenosine 3',5'-cyclic monophosphate (dcAMP). These results suggest that activation of PKC can elicit the first phase of ACTH steroidogenesis stimulation, but not the second one, which strictly depends on activation of cAMP-dependent protein kinase.

Effects of Ramadan fast on corticotrophin and B-endorphins

The effect of Ramadhan fasting on endogenous opioids in man was assessed by measuring plasma beta-endorphins before and during Ramadhan fast. In 9 healthy volunteers, consecutive measurements of 24-hour [9 a.m., 4 p.m., 9 p.m., and 4 a.m.] changes in plasma beta- endorphins, corticotrophin and some circulating nutritional markers were recorded before Ramadhan fast and repeated on the 15th day after the start of Ramadhan fast. Beta-endorphins levels did not differ significantly during Ramadhan when compared with the non-fasting measurements. These findings indicated that the short terms intermittent fasting-refeeding patterns characteristic of the Ramadhan fast do not seem to challenge the homeostatic stability of the body's "inside milieu"

Estudo sobre o controle parácrino na hipófise: efeito do hormônio adrenocorticotrófico sobre a secreçäo do peptídeo intestinal vasoativo e da galanina / An study on the paracrine control in the hypophysy: effect of adrenocorticotropic hormone on secretion vasoactive intestinal peptide and of the galamin

Atualmente esté claro que os peptídeos gastrointestinais se localizam, também nas células da hipófise que produzem os hormônios "classicos". A funçäo fisiológica destes peptídeos gastrointestinais na hipófise porém, ainda näo foi bem elucidada e eles podem ter um importante papel no controle parácrino. Com o objetivo de estudar a possível interrelaçäo existente entre os hormônios pituitários e os peptídeos gastrointestinais, foi analisado o efeito do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) sobre a secreçäo do peptídeo intestinal vasoativo (VIP) e da galanina, em hipófise de ratos machos, usando um sistema de perfusäo, in vitro. Foram obtidas hipófises de ratos Wistar, adultos, machos, posteriormente divididas em quatro e perfundidas em soluçöes contendo diferentes concentraçöes de ACTH e, subsequentemente, soluçäo com KCl. Fraçöes de 1,5ml eram coletadas com intervalos de 3 minutos e analisadas para VIP e galanina, usando radioimunoensaio altamente específico. Algumas amostras foram também analisadas para 782 e substância P. Doses de 0,02µm; 0,1µm; 0,2µm e 0,4µm de ACTH produziram um incremento de 117,75 ñ 4,51//; 155,75 ñ 8,79//; 163,25 ñ 14,45// e 161,5 ñ 2,89// respectivamente, de VIP, partindo da linha basal de liberaçäo (P < 9.001). Entretanto, doses de 1µm e 2µm de ACTH suprimiram a liberaçäo de VIP para 73,5 ñ 5,55// e 46,5 ñ 4,39// respectivamente, comparando com o valor basal de liberaçäo (p < 0,001). Resultados para a liberaçäo de galanina foram similares. Doses de 0,02µm, 0,1µm; 0,2µm, e 0,4µm de ACTH produziram um incremento na liberaçäo de galanina de 129 ñ 3,99//; 136,25 ñ 7,75//; 142,75 ñ 9,13// e 133,25 ñ 9,13// sobre a liberaçäo basal (P < 0,001). Entretanto, as doses de 1µm e 2µm de ACTH provocaram uma supressäo de 51,5 ñ 6,63// e 50,0 ñ 13,29// respectivamente, comparados com a liberaçäo basal (100//) (P < 0.001). Doses de ACTH que afetam a secreçäo de VIP e galanina, näo tiveram efeito na liberaçäo de 782, nem na da substancia P...

Induccion de Anilina Hidroxilasa por la Hormona Adrenocorticotropica y la Dexametasona / Induction of Aniline Hydroxilase by the Adenocorticotropic Hormone and Dexametasone

La administracion in vivo de la hormona adrenocorticotropica (ACTH) produce induccion de las oxidasas de funcion mixta (OFM) microsomales en el higado de raton si se utiliza anilina como sustrato. El comportamiento inductivo semeja el patron natural, pues muestra una induccion temprana con disminucion posterior como respuesta a una sola dosis de hormona, a diferencia de lo observado comunmente para otro tipo de inductores. El suministro progresivo y creciente de la hormona presenta un efecto de saturacion. La administracion del glucocorticoide dexametasona reproduce los resultados obtenidos con ACTH, lo cual esta de acuerdo con la hipotesis de que el efecto es mediado por la corteza suprarrenal. La inhibicion del efecto inductivo por cicloheximida sugiere la sintesis de novo de proteina enzimatica