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.

The effects of short term exposure (5 minutes) to EEFs at relatively high dosages (10, 25, 39, kV/m) on the electrical activity in rat pineal glands was studied. Daytime and nighttime recordings were taken from an implanted microelectrode in the gland. The data show that (1) both the activity and frequency were enhanced when the animals were exposed to EEFs at 39 kV/m continuously and discontinuously; (2) the later condition yielded a sustained increase (36%) whereas the former a brief (10 sec) increase. This enhancement was statistically significant under both conditions (day and night). The effects observed were thought to be due to membrane alterations either in the pineal gland itself or in the neural inputs to the gland.

The biological clock are responsible for entraining of circadian rhytms in many physiological and behavioral functions, including the activity of immune system. In mammals, the biological clock are located in the suprachiasmatic nuclei of the hypothalamus and also on the periphery. The main oscillator in suprachiamatic nuclei synchronizes the phases of the peripheral oscillators in tissues and the other brain areas and it also drives synthesis of melatonin in the pineal gland. Its endogenous period Tau (τ) is being synchronized with external 24-hour day under normal conditions, mostly by the light-dark cycles during the day and night and also by non-photic stimuli. By the application of endotoxin, disruption of normal endogenous conditions in organism causes activation of the immune response, behavioral changes and phase shifts of the circadian rhythmicity. This work examines effect of acute application endotoxin lipopolysaccharid on the cellular signaling cascades in the cells of suprachiasmatic nuclei and pineal gland. Our data indicate, that levels of phosphorylated forms of kinases GSK3β, ERK1/2 and levels of phosphorylated forms transcription factors STAT3 are substantially modificated after administration of lipopolysaccharid in the suprachiasmatic nuclei and especially in the pineal gland of...

O tecido adiposo, através da leptina, desempenha um papel permissivo sobre a maturação sexual do indivíduo. Apesar da importância do tecido adiposo para a puberdade, pouco se sabe a respeito do processo de formação deste tecido neste período da vida. Estudos em humanos têm descrito a presença de resistência à insulina puberal. Assim, frente à importância do tecido adiposo para a puberdade, o objetivo do trabalho foi investigar a resposta do tecido adiposo à insulina no período puberal. Foram utilizados os coxins adiposos subcutâneo e periepididimal. Na puberdade, paralelamente à intolerância à glicose transitória que ocorreu nas semanas iniciais, e, portanto, prejuízo da utilização da glicose pelos tecidos insulino-dependentes, o tecido adiposo (SC e PE) teve sua responsividade normal à insulina e uma melhor capacidade de incorporação de glicose em lipídeos o que leva a crer que há um desvio da utilização deste substrato energético, a glicose, para a formação do tecido adiposo. / The adipose tissue is critical to puberty. Leptin exerts a permissive role to hypothalamic-hypophysial-gonadal maturation and, thereby, adipose tissue is necessary to pubertal development. Despite its importance to puberty, little is known about the process of adipose tissue formation during this period of life. Researches have described insulin resistance at pubertal period in humans. The adipose tissue importance to puberty added to pubertal insulin resistance described in humans lead us to investigate how the adipose tissue responds to insulin at this period since it is essential at this time. We assessed two distinct fat pads: the subcutaneous fat pad and the epididymal one. At the puberty, despite the temporary glucose intolerance and the constraint for glucose utilization by insulin-dependent tissues, the adipose tissue had normal insulin responsiveness plus an improved capacity to synthesize lipids from glucose which led us to hypothesize that glucose could have been deviated towards the adipose tissue.

A glândula pineal de mamíferos não é uma estrutura oscilatória autônoma, exigindo a liberação de noradrenalina (Nor) na fase escura para que a melatonina seja circadianamente produzida. Na cultura padrão de glândula pineal, o órgão não expressa ritmicidade funcional e para mimetizar o padrão fisiológico de liberação de Nor, desenvolvemos a cultura temporizada com Nor. Logo, o objetivo desse trabalho foi investigar a manutenção do ritmo de expressão dos genes relógio pela cultura temporizada, e qual a via noradrenérgica envolvida. Para os estudos in vitro, realizaram-se culturas dos grupos: controle (sem Nor), agudo (cultura padrão) e temporizado (12h com Nor/12h sem Nor). Além disso, à cultura temporizada se adicionou Prasozin e/ou Propranolol. Analisou-se expressão dos genes relógio, atividade da enzima AANAT e conteúdo de melatonina no meio de cultura. No grupo temporizado, observou-se a manutenção da ritmicidade dos genes analisados, diferente do observado nos grupos controle, agudo e temporizado tratado com bloqueadores, além do aumento da atividade enzimática da AANAT e aumento do conteúdo de melatonina. Em suma, a cultura temporizada com Nor se mostra importante para evitar a arritmicidade encontrada na cultura padrão de glândula pineal. / The mammals pineal gland is not an autonomous oscillator, the circadian melatonin synthesis requires the release of norepinephrine (NE) on the dark phase. In standard pineal gland culture, the glands do not express any functional rhythmicity. To mimic the physiological pattern of NE release in the pineal gland culture, we developed a synchronized culture with NE. We aimed to investigate the maintenance of circadian clock genes expression within rat pineal gland under acute and synchronized culture and the noradrenergic pathway involved. In in vitro experiments, culture glands were under: control (without NE), acute (standard culture) and synchronized (12h with NE/12h without NE) conditions. Furthermore, in the synchronized group were added Prasozin and/or Propranolol. We investigated clock genes expression, AANAT activity and melatonin content. The synchronized culture was able to maintain the rhythmic clock genes expression, which didn´t occur in control, acute and synchronized treated with blockers groups, and was able to improve AANAT activity and melatonin synthesis. In conclusion, synchronized culture method showed as a useful approach to avoid disruption of rhythmic variations found in the standard culture.

A sinalização purinérgica tem sido demonstrada como um um importante modulador dediversos processos fisiológicos e fisiopatológicos. Dentre os receptores purinérgicos, o receptor P2X7 distingui-se por requerir altas concentrações de ATP em sua ativação. As demonstrações prévias de que a glândula pineal responde a diferentes estímulos purinérgicose a altas concentrações de ATP sugere um papel para os receptores P2X7 nesta glândula, embora sua expressão e função não estivesse estabelecida. O objetivo deste trabalho, portanto, foi caracterizar funcionalmente o receptor P2X7 na glândula pineal de ratos. Os resultados obtidos demonstram, pela primeira vez, a expressão gênica e proteica do receptor P2X7 na glândula pineal. Os efeitos da ativação destes receptores levam a uma inibição nos níveis de melatonina induzida por isoprenalina por um mecanismo independente da via do fator de transcrição NF-kB e da fosfolipase C. Além disso, a estimulação destes receptores inibiu a síntese de TNF induzida por LPS, resultado este semelhante ao observado na presença do pré-tratamento com antagonistas do receptor P2X7. Estes dados confirmam a presença de receptores P2X7 na glândula pineal e reiteram o relevante papel da estimulação purinérgica a sobre a síntese de melatonina e sobre a capacidade da pineal em responder a PAMPs, como o LPS / Purinergic signalling has been demonstrated as an important modulator ofseveral physiological and pathophysiological processes. Among the purinergic receptors, the activation of P2X7 receptor requireshigh concentrations of ATP. The previous demonstration that the pineal gland is responsive to different purinergic stimulus and to high concentrations of ATPsuggests a role for P2X7, although its expression and function remained unclear. The aim of this study was to functionally characterize the P2X7 receptor in the rat pineal gland.The data showedthe P2X7 receptor mRNA and protein expression in the pineal gland. The effect of its activation leads toan inhibition of melatonin content induced by isoprenaline through an independent NF-kB and PLC pathways. Furthermore, the P2X7 receptor activation inhibits the LPS-induced TNF synthesis, a similar result observed in the presence of the pre-treatment with P2X7 receptors antagonists. These data demonstrate the presence of P2X7 receptors in the rat pineal gland and confirm the relevant role of the purinergic stimulation to the pineal melatonin synthesis and responsiveness to PAMPs such as LPS

A glândula pineal, via melatonina (MEL), desempenha uma importante função regulatória no metabolismo de carboidratos e parece ser de fundamental importância nas adaptações metabólicas dos tecidos adiposo e muscular. Evidências mostram que animais pinealectomizados são incapazes de se adaptarem a condições estressantes e não conseguem desenvolver as alterações adaptativas ao exercício. Sabendo que o animal idoso apresenta considerável redução da produção de MEL, o objetivo deste estudo foi investigar a adaptação metabólica ao treinamento físico no animal idoso com e sem reposição de MEL. Para tanto, foram utilizados ratos Wistars, com 12 meses de vida, que foram divididos em 4 grupos: controles sedentários; controles treinados; suplementados com MEL sedentários; suplementados com MEL treinados. A suplementação com MEL teve a duração de 16 semanas, enquanto o treinamento físico teve a duração de 8. Os resultados mostraram que a suplementação com MEL em animais idosos tem grande importância nas adaptações induzidas pelo treinamento físico aeróbio / The pineal gland, melatonin (MEL), plays an important physiological and regulatory function in carbohydrate metabolism and seems to be of fundamental importance in determining the metabolic adaptations of adipose and muscle tissues. Evidence shows that pinealectomized animals are unable to adapt to stressful conditions, thus fail to develop adaptive metabolic changes to aerobic exercise and therefore do not exhibit the same performance as control trained animals. Knowing that the elderly animal presents a considerable reduction in MEL production, the objective of this study was to investigate the metabolic adaptation to exercise training in aged animals with and without replacement of MEL. The animals, Male-Wistar, were divided into four groups: sedentary control, trained control, sedentary treated with MEL, trained treated with MEL. The Supplementation with MEL lasted 16 weeks, while physical training lasted 8 weeks. The results demonstrated that MEL supplementation in elderly animals is of great importance in adaptations induced by aerobic exercise.

O TNF atua diretamente sobre a pineal inibindo a via biossintética da melatonina. De forma semelhante o LPS, potente ativador da resposta imune inata, tem efeito inibitório sobre a produção de melatonina e seu precursor. A supressão da síntese noturna de melatonina é admitida de forma a permitir a montagem da resposta inflamatória, tanto durante o dia como à noite. Dados do grupo tem demonstrado que o NFKB é um fator constitutivamente expresso na glândula pineal e que o ritmo diário de translocação pode ser determinante para o início da síntese de melatonina. A inibição de sua ativação potencia a síntese de melatonina enquanto que fatores que classicamente promovem a sua ativação inibem esta produção. Nesta dissertação, verificamos as moléculas envolvidas no reconhecimento e na de sinalização desta citocina na pineal. Demonstramos que a pineal está apta a responder ao TNF, células gliais da pineal e as células secretoras, os pinealócitos, expressam constitutivamente o receptor TNF-R1. O TNF promove a translocação nuclear dos dímeros p50/p50 e p50/RelA do NFKB em glândulas pineais em cultura. Confirmamos a ativação desta via em pinealócitos pela análise da proteína inibitória IKB. Vimos que a ativação desse fator é essencial para expressão da iNOS e a produção de NO induzida por TNF em pinealócitos isolados. Além disso, mostramos que o TNF promove a redução da expressão do receptor TNF-R1 na membrana de pinealócitos. Em resumo, mostramos neste trabalho que a pineal está instrumentalizada a responder ao TNF, e que os pinealócitos são alvos diretos para o seu reconhecimento. Confirmamos a relevância do fator NFKB na resposta da pineal em situações de injúria, ampliando o conceito de que a pineal está apta a detectar moléculas do processo inflamatório. / TNF acts directly on the pineal gland by inhibiting the biosynthesis of melatonin. Similarly, LPS, a potent activator of the innate immune response has an inhibitory effect on the production of melatonin and its precursor. The suppression of nocturnal melatonin synthesis is admitted to allow the full mounting of the inflammatory response both during the day and night. Data from our laboratory have shown that the NFKB is constitutively expressed in the pineal gland and that the daily rate of translocation can be determinant for the onset of melatonin synthesis. Inhibition of their activation potentiates melatonin synthesis whereas factors that promote its activation classically inhibit this production. In this dissertation we find the molecules involved in recognition and signaling of this cytokine in the pineal. We demonstrated that the pineal is responsive to TNF, the pineal glial cells and secretory cells, the pinealocytes, constitutively express the TNF-R1. TNF promotes nuclear translocation of p50/RelA and p50/p50 NFKB dimers in the pineal glands in culture. We confirmed the activation of this pathway in pinealocytes by analyzing the inhibitory protein IKB. We have seen that the activation of this factor is essential for iNOS expression and NO production induced by TNF in isolated pinealocytes. Furthermore we show that TNF promotes the reduction of the expression of TNF-R1 receptor on the membrane of pinealocytes. In summary, we show here that the pineal is instrumented to respond to TNF and that the pinealocytes are direct targets for its recognition. We confirm the relevance of NFKB in the pineal response in situations of injury extending the concept that the pineal is able to detect molecules in the inflammatory process and respond accordingly.

A glândula pineal sintetiza o hormônio melatonina no período escuro. No rato, a ativação dos receptores a e b-adrenérgicos aumenta os níveis de AMPc, levando à síntese e ativação da enzima arilalquilamina-N-acetiltransferase (AANAT). A glândula recebe também inervação parassimpática, sendo inibitório o efeito da acetilcolina. A metilecgonidina (AEME) é o produto da pirólise da cocaína, quando esta é usada sob a forma de \"crack\". Neste trabalho estudamos os efeitos e os mecanismos de ação da AEME sobre a síntese da melatonina. Foram investigados a atividade da AANAT, o Ca2+, o AMPc e a viabilidade celular e a fragmentação do DNA. A AEME reduziu a síntese da melatonina in vivo e in vitro, sendo este efeito revertido pela atropina. A AEME induziu um aumento do Ca2+, não alterando o AMPc e a atividade da AANAT. A viabilidade celular e fragmentação do DNA não foram modificadas pela AEME. Em conclusão, a AEME reduz a síntese da melatonina, in vitro e in vivo, e a sua ação se dá por interferir com o sistema colinérgico muscarínico. / The pineal gland synthesizes the hormone melatonin in the dark. In rats, the activation of a and b-adrenergic receptors increases cAMP levels and the synthesis and activity of arylalkylamine-N-acetyltransferase enzyme (AANAT). The pineal gland is also innervated by parasympathetic fibers, being inhibitory the effect of acetylcholine. Methylecgonidine (AEME) is the pyrolysis product of cocaine when it is used as \"crack.\" In this work we studied the effects of AEME on the melatonin synthesis, in vitro and in vivo. We investigated AANAT activity, iCa2+, cAMP, cell viability and DNA fragmentation. AEME reduced melatonin synthesis in vivo and in vitro, and this effect was reversed by atropine. There was an increase in Ca2+, but not in cAMP or AANAT activity induced by AEME. Cell viability and DNA fragmentation were not affected by AEME. In conclusion, AEME reduced melatonin synthesis in vitro and in vivo, being this effect mediated by the muscarinic cholinergic system.

Existem evidências sobre a queda na síntese de melatonina, principal hormônio produzido pela glândula pineal, associada ao diabetes tipo I. Assim, o presente estudo objetivou verificar se a administração de insulina em animais diabéticos tipo I levaria a normalização na síntese de melatonina. Foi possível constatar a reversão na queda da síntese de melatonina nos animais diabéticos tratados com insulina, enquanto diabéticos sem tratamento revelaram queda na síntese hormonal e no ganho de peso e elevada glicemia. A normalização glicêmica em função do tratamento com insulina parece ser o fator fundamental para o reestabelecimento do nível de AMPc pineal, da proteína e da atividade da AANAT e, por conseqüência, da produção de melatonina na glândula pineal já constatada após 2 dias do início do tratamento com insulina. De tal maneira, a hiperglicemia aparece como o fator responsável pelas alterações observadas na síntese da melatonina. Ainda, essa desregulação pode estar atrelada ao funcionamento inadequado da Na+/K+ATPase na glândula pineal. / There is evidence about the decrease in melatonin, the main hormone produced by pineal gland, production associated with type I diabetes. The aim of the present study was to verify whether the administration of insulin to type I diabetic animals would lead to reversal in the synthesis of melatonin. It was possible to verify the restoration in melatonin synthesis in insulin-treated diabetic animals, while diabetic animals without treatment exhibited a severe reduction in melatonin synthesis, lower weight gain and high blood glucose. The glycemic adjustment due to insulin replacement appears to be crucial for appropriated pineal glands physiology, since insulin-treated animals showed normal AMPc content, AANAT protein levels and activity and, consequently, regular melatonin production, as observed after 2 days from the beginning of insulin treatment. Pineal cell culture corroborates the prejudicial effect of high glucose concentration evaluated in vivo. Such effect might be associated with inappropriate function of Na+/K+ pump.