Orientador: Dóris Hissako Sumida / Banca: Fernando Yamamoto Chiba / Banca: Suely Regina Mogami Bomfim / Resumo: A doença periodontal (DP) é uma preocupação de saúde pública, uma vez que leva à perda dos elementos dentais; além disso, possui associações com outras doenças inflamatórias crônicas tais como a síndrome metabólica e diabetes mellitus. Sabe-se que períodos irregulares de sono podem prejudicar o processamento de memória, reparo celular, regulação hormonal, metabolismo dos carboidratos e aumentar marcadores inflamatórios, evidenciando que o trabalho noturno ou em turnos alternados podem afetar a saúde do trabalhador. A melatonina (MEL) é o principal hormônio que controla os ritmos biológicos no nosso organismo, participando na regulação do sono, metabolismo de carboidratos e lipídeos, sendo suprimida quando há exposição a luz. Considerando-se os efeitos regulatórios da MEL sobre processos inflamatórios, se faz relevante avaliar a influência da deficiência ou suplementação de MEL sobre um processo inflamatório localizado como a DP. Objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da MEL na resistência à insulina (RI), na via de sinalização da insulina, nas citocinas pró-inflamatórias e no perfil lipídico em ratos pinealectomizados (PNX) sem ou com DP. 144 ratos Wistar (40 dias de idade) foram distribuídos em 8 grupos: 1) controle (CN); 2) DP; 3) PNX; 4) PNX e com DP (PNXDP); 5) CN tratado com MEL (CNMEL); 6) DP tratado com ME (DPMEL); 7) PNX tratado com MEL (PNXMEL); 8) PNX com DP e tratados com MEL (PNXDPMEL). Inicialmente os grupos PNX foram submetidos à cirurgia de pinealectom... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Periodontal disease (PD) is a public health concern, since it leads to loss of dental elements. Furthermore, it has associations with other chronic inflammatory diseases such as the metabolic syndrome and Diabetes mellitus. It is known that irregular periods of sleep can impair memory processing, cell repair, hormonal regulation, carbohydrate metabolism, and increased inflammatory markers. Furthermore, night work or alternating shifts can affect the health of workers. Melatonin (MEL) is the main hormone that controls the biological rhythms in our organism, participating in the regulation of sleep, metabolism of carbohydrates and lipids, being suppressed when there is exposure to light. Considering the regulatory effects of MEL on inflammatory processes, it is relevant to evaluate the influence of ME deficiency or supplementation on a localized inflammatory process such as PD. The aim of this study was to investigate the effects of MEL on insulin resistance (IR), insulin signaling, proinflammatory cytokines and lipid profile in pinealectomized rats (PNX) with PD. 144 rats (40 days old) were distributed in 8 groups: 1) control (CN); 2) PD; 3) PNX; 4) PNX and with PD (PNXPD); 5) CN treated with MEL (CNM); 6) PD treated with (PDMEL); 7) PNX treated with MEL (PNXMEL); 8) PNX and PD treated with MEL (PNXPDMEL). Initially the PNX groups were submitted to pinealectomy surgery at 40 days of age and at 60 days of age the animals were submitted to the induction of PD in the lower first ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Sleep health and sufficient sleep are particularly important during adolescence when important physical, cognitive, emotional, and social changes occur. Given the potential role of PAX6 in pineal development and circadian regulation, adolescents with PAX6 haploinsufficiency may be more likely to experience sleep-related problems compared to adolescents without these deletions or mutations. Haploinsufficiency of PAX6 can result from WAGR syndrome, a contiguous gene deletion syndrome in which multiple genes are involved, or point mutations and microdeletions affecting only PAX6, which result in isolated aniridia. The purpose of this dissertation is to examine pineal volume, melatonin concentrations, and sleep disturbance in individuals with PAX6 haploinsufficiency, as well describe validity of self-report measures of sleep problems in adolescents. Results are presented in three papers. Although PAX6 haploinsufficiency is rare and minimal research has focused on the role of PAX6 in circadian regulation, irregular patterns of sleep-wake rhythm have been studied in children and adolescents with neurodevelopmental disorders (e.g. autism spectrum disorders), another population with possible abnormalities in melatonin physiology. The first paper presents an integrative review to synthesize the literature regarding the sleep-related measures currently being used to assess sleep disturbance in adolescents with a neurodevelopmental disorder. The second paper reports significantly reduced pineal volume, reduced melatonin secretion, and greater parent-report of sleep disturbance in individuals with PAX6 haploinsufficiency versus controls. Paper 3 further characterizes the sleep-related-phenotype associated with an abnormality in the PAX6 gene using self-report questionnaires and actigraphy in adolescents with PAX6 haploinsufficiency, as well as performs preliminary validation studies on age-appropriate self-report tools to measure sleep in adolescents. Results demonstrate similar self-reported daytime sleepiness, sleep disturbance, and sleep-related impairment in adolescents with PAX6 haploinsufficiency compared to the healthy comparison group; however, actigraphy data documented increased time from lights off to sleep in the PAX6 haploinsufficiency group. Self-reported sleep questionnaire scores and objective actigraphy variables (e.g. total sleep time) were significantly correlated in the healthy comparison group only; however, a lack of correlation among sleep-related measures in adolescents with PAX6 haploinsufficiency suggests potential limitations in using self-reported sleep measures in this population. This study used a combination of physiological and patient-reported health measures, and although WAGR syndrome and isolated aniridia due to PAX6 insufficiency are rare disorders, describing the sleep-related phenotypes in this population contributes to knowledge of assessment and treatment of sleep disorders in general, facilitating research in additional adolescent populations.

Studies on rat islet preparations have shown melatonin inhibits MAO activity and thereby reduces glucose mediated insulin release. The objective of this work is to investigate the effects of melatonin on insulin release, and on glucose mediated insulin release in the intact and in the pinealectomized rat.

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Investigamos o efeito do exercício físico no metabolismo do tecido adiposo e muscular de ratos pinealectomizados tratados ou não com melatonina. Foram retiradas amostras de sangue, tecido adiposo peri epididimal e músculo sóleo para testes biológicos. O treinamento físico mostrou-se eficiente através do aumento da velocidade máxima, atingida no final do treinamento, e da atividade da citrato sintase no músculo. A pinealectomia alterou o padrão de mobilização e utilização dos substratos pelos adipócitos e células musculares tornando menor a adaptação dos animais ao treinamento, causando um desajuste metabólico em vários parâmetros. Quando tratados com melatonina a adaptação funcional recuperou-se plenamente, tanto no tecido adiposo como muscular. Demonstrando que a glândula pineal tem um papel na regulação do metabolismo de lipídeos e carboidratos em resposta ao treinamento físico, a remoção da glândula causa alterações na resposta adaptativa do tecido adiposo e muscular e o tratamento com melatonina reverte o desajuste metabólico instaurado pela pinealectomia. / The current study investigated the effect of exercise on muscle and adipose tissue metabolism melatonin treated or non treated pinealectomized rats. Blood samples, peri-epididymal adipose tissue and soleus muscle were collected for biological tests. The physical training was efficient in increasing the maximum speed reached at the end of training, and the activity of citrate synthase in muscle. Pinealectomy changed the pattern of mobilization and utilization of substrates adipocytes and muscle cells decreasing the adjustment to the training in these animals, causing a mismatch in several metabolic parameters. When treated with melatonin, the functional adaptation is fully recovered both in adipose tissue and muscle. Demonstrating that the pineal gland has a role in regulating the metabolism of lipids and carbohydrates in response to physical training, the removal of the gland caused changes in the adaptive response of adipose tissue and muscle and the treatment with melatonin reversed the metabolic mismatch introduced by pinealectomy.

A doença de Chagas é um problema de saúde pública, com dados preocupantes do número de pessoas contaminadas e que ainda irão se contaminar. O objetivo desta investigação é avaliar o efeito da melatonina sobre o sistema imune na infecção chagásica experimental. Produzida pela glândula pineal possui várias ações fisiológicas, entre elas a mais importante, controlar o ritmo circadiano na grande maioria dos seres vivos. A melatonina foi administrada por via oral, tendo seu efeito avaliado através da quantificação dos níveis parasitêmicos, leucograma, histopatologia cardíaca e por ensaios imunológicos como IFN, TNF, IL-2, IL-12. A parasitemia foi drasticamente diminuída nos animais infectados e tratados com melatonina refletindo em uma diminuição ou quase ausência da presença de ninhos de amastigotas nas fibras cardíacas desses animais. A melatonina promoveu uma leucocitose com aumento dos neutrófilos e linfócitos. Não foi observada morte em nenhum dos grupos infectados tratados ou não com melatonina. Os ensaios imunológicos mostraram que as citocinas quantificadas apresentaram uma ação imunoestimuladora aumentada em relação aos grupos infectados que certamente foi responsável pela diminuição da carga parasitária sanguícola e tecidual. Dessa forma conclui-se que a melatonina exerceu um papel imunoestimulador importante, agindo sobre o eixo HHA que se refletiu em uma melhor resposta do hospedeiro durante o curso da infecção experimental. / Chagas disease is still considered a major problem in public health, with an alarming number of bearing parasite people and the risk of future contamination. The aim of this investigation is to evaluate a possible immunostimulatory effect of melatonin during the evolution of the experimental disease in Wistar rats infected with the Y strain of T. cruzi. Produced by pineal gland, it has a wide range of physiological functions, among them to control the circadian rhythm in most of the species. In this work melatonin was orally administrated being its effects evaluated by the number of blood trypomastigotes, leucogram, heart hystopathologyn and immunologic assays such IFN-, TNF-, Il-2, Il-12. Parasitemia was drastically reduced in melatonin treated infected animals consequently leading to a drop in the number of amastiogoter burdens being sacarcely found among heart fibers. Melatonin promoted a leucocytosis with enhanced levels of neutrophils and lymphocites. Absence of death was observed in all groups. Immuno-enhanced effects were observed with assays of IL-2, IL12, IFN- and TNF-. when compared to non treated animals. According to our data we conclude that Melatonin displayed an immunostimatory effect over the HHA axis, reducing blood and tecidual parasite consequently avoiding parasite replication during the evolution of the experimental infection in rats.

A prevalência do diabetes mellitus tem aumentado exponencialmente, o estilo de vida noturna e o avanço na idade estão envolvidos neste mecanismo, influenciando também a produção de melatonina. O animal pinealectomizado apresenta resistência insulínica e redução na síntese de GLUT4. Mostramos que no músculo sóleo, houve um aumento na taxa de oxidação de glicose e síntese de glicogênio em todos os grupos treinados. Corroboramos com a literatura mostrando que o diabetes prejudica a sensibilidade da musculatura esquelética a ação da insulina. Tal evento, contudo, é corrigido pela suplementação com melatonina. A combinação destas terapias tem apresentado um efeito positivo do ponto de vista metabólico. / The prevalence of diabetes mellitus has increased, the nocturnal lifestyle and advancing age are involved in this mechanism, influencing the production of melatonin. The pinealectomized animal shows insulin resistance and reduced synthesis of GLUT4. Our results showed that in skeletal muscle (soleus) there was an increase in the rate of glucose oxidation and glycogen synthesis in all groups trained. Our data are consistent with the literature, showing that diabetes mellitus affect the sensitivity of skeletal muscle insulin action, reducing glucose uptake and glycogen synthesis. Nevertheless, this event is corrected by daily supplementation with melatonin. the combination of these therapies have shown a positive effect on metabolism.

Este estudo investigou o efeito protetor da melatonina sobre os danos ao DNA induzidos pela ciclofosfamida (20 e 50mg/kg) sobre as aberrações cromossômicas, fragmentação do DNA, ciclo celular e os sítios sensíveis a Fpg pelo Ensaio Cometa. Os níveis de RNAm de MGMT, p53, p21, Bax, Bcl-2, Top1, CSB e XPF foram analisados por qPCR. Após a remoção cirúrgica da glândula pineal, os animais foram tratados com 1 mg/kg de mel via oral durante 15 dias. Como resultados demonstramos que a melatonina foi capaz de reverter completamente o quadro de aberrações cromossômicas induzidas pela ciclofosfamida, indicando uma possibilidade de uso terapêutico quando da necessidade de uso de medicação quimioterápica. Esse quadro repetiu-se e ficou mais evidente com o estudo específico das lesões oxidativas pelo uso da Fpg. De todos os genes estudados, aquele que teve de forma mais consistente, sua expressão aumentada, sempre, pela melatonina foi XPF. Dessa forma, os mecanismos envolvidos com o reparo do DNA mobilizados pela melatonina parecem, em parte, mobilizar a expressão do gene XPF. / This study investigated the protetive effect of melatonin over DNA damage-induced by cyclophosphamide (20 and 50mg/kg) characterizing chromosomal aberrations, DNA fragmentation, cell cycle and determination of Fpg-sensitives sites by comet assay. The levels of MGMT, p53, p21, Bax, Bcl-2, Top1, CSB and XPF mRNA were examined by qPCR. After pineal gland surgical removal, animals were treated orally with 1 mg/kg of melatonin during 15 days. Results have shown that melatonin treatment was able to completelly revert chromossomal aberrations cyclophosphamide-induced, posssibly indicating a therapy use of melatonin in chemoterapic treatment. This effect was also demonstrated with the studies of oxidative lesions by Fpg-sensitives assay. From all studied genes, XPF showed the most increased expression. Thereby, DNA repair mechanisms triggered by melatonin, seems to mobilize XPF gene expression.

A síntese noturna de melatonina pela glândula pineal é inibida por padrões moleculares associados à patógenos ou à danos, como por exemplo lipopolissacarídeo (LPS) ou peptídeo β-amilóide. A interação destas moléculas com receptores toll 4 (TLR4) ativa o eixo imune-pineal, favorecendo a migração de leucócitos para o local da injúria. Heparan sulfato (HS) é um glicosaminoglicano da matrix extracelular que por dano tecidual, inflamação generalizada ou migração de células tumorais, liberam dissacarídeos que podem ligar a TLR4, levando a formação de uma resposta inflamatória. Avaliamos se HS poderia prejudicar a atividade da melatonina. HS é capaz de inibir a síntese noturna de melatonina, através da supressão da expressão gênica e do conteúdo enzimático de acetilserotonina O-metiltransferase (ASMT). Este efeito é modulado pela interação de HS com TLR4, mas não envolve a via de translocação nuclear de NF-κB. Estes dados sugerem que um aumento de moléculas de HS na matriz da glândula pineal é traduzido a todo o organismo por uma redução no pico noturno de melatonina. / The nocturnal synthesis of melatonin by the pineal gland is inhibited by pathogen or damage-associated molecular patterns, such as lipopolysaccharide (LPS) and β-amyloid peptide. The interaction of these molecules with toll like receptors 4 (TLR4) activates the immune-pineal axis, favoring the migration of leukocytes for the site of lesion. Heparan sulfate (HS), a glycosaminoglycan of the extracellular matrix, that in case of tissue injury, generalized inflammation or migration of tumor cells, releases disaccharide, which can bind to TLR4 triggering an inflammatory response. Here we evaluated if HS could impair nocturnal melatonin activity. HS is capable of inhibit the melatonin synthesis by the suppression of the gene expression and enzymatic content of acetylserotonin O-methyltransferase (ASMT). This effect is modulated by the interaction of HS with TLR4, but does not involve the NF-κB nuclear translocation pathway. This data suggest that the increase in HS in pineal gland matrix is translated to the whole organism by a reduction in the nocturnal melatonin peak.

A glândula pineal de mamíferos sintetiza o hormônio melatonina exclusivamente durante o período noturno. A síntese é regulada primordialmente pela via retino-hipotalâmico-pineal e modulada por vários fatores, incluindo o sistema peptidérgico. Assim, o papel da insulina na regulação da síntese de melatonina foi estudado a partir da realização de culturas de glândulas pineais estimuladas com noradrenalina, insulina e noradrenalina associada à insulina, em culturas temporizadas ou não pela noradrenalina, avaliando: a produção de melatonina por HPLC com detecção eletroquímica; as atividades das enzimas envolvidas na síntese da melatonina, por radiometria; assim como, a expressão gênica das enzimas quantificada por Real-Time PCR. Os resultados sugerem uma interação entre as vias de sinalização da noradrenalina e da insulina, com a respectiva potencialização da síntese da melatonina, induzida por noradrenalina, observada pela adição da insulina, efeito esse, que se dá, provavelmente através de mecanismos pós-transcricionais. / The mammalian pineal gland synthesizes the neurohormone melatonin exclusively during the dark phase. Its synthesis is primarily regulated via a retino-hypothalamic-pineal pathway and modulated by many factors, including the peptidergic system. Thus, the role of insulin on the regulation of melatonin synthesis was studied using cultured gland treated with norepinephrine, insulin and norepinephrine associated to insulin. The cultures were also synchronized or not by norepinephrine. Melatonin content was assayed by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) with electrochemical detection, melatonin synthesis enzymes activities by radiometry and enzymes gene expressions by Real-Time PCR. The results suggest an interaction between norepinephrine and insulin signaling pathway, with insulinic potentialization on melatonin synthesis norepinephrine-mediated, and this effect, seems to accurs potentially through post-transcriptional events.