Localization of Mineralocorticoid Receptors at Mammalian Synapses

In the brain, membrane associated nongenomic steroid receptors can induce fast-acting responses to ion conductance and second messenger systems of neurons. Emerging data suggest that membrane associated glucocorticoid and mineralocorticoid receptors may directly regulate synaptic excitability during times of stress when adrenal hormones are elevated. As the key neuron signaling interface, the synapse is involved in learning and memory, including traumatic memories during times of stress. The lateral amygdala is a key site for synaptic plasticity underlying conditioned fear, which can both trigger and be coincident with the stress response. A large body of electrophysiological data shows rapid regulation of neuronal excitability by steroid hormone receptors. Despite the importance of these receptors, to date, only the glucocorticoid receptor has been anatomically localized to the membrane. We investigated the subcellular sites of mineralocorticoid receptors in the lateral amygdala of the Sprague-Dawley rat. Immunoblot analysis revealed the presence of mineralocorticoid receptors in the amygdala. Using electron microscopy, we found mineralocorticoid receptors expressed at both nuclear including: glutamatergic and GABAergic neurons and extra nuclear sites including: presynaptic terminals, neuronal dendrites, and dendritic spines. Importantly we also observed mineralocorticoid receptors at postsynaptic membrane densities of excitatory synapses. These data provide direct anatomical evidence supporting the concept that, at some synapses, synaptic transmission is regulated by mineralocorticoid receptors. Thus part of the stress signaling response in the brain is a direct modulation of the synapse itself by adrenal steroids.

High salt intake down-regulates colonic mineralocorticoid receptors, epithelial sodium channels and 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2

Besides the kidneys, the gastrointestinal tract is the principal organ responsible for sodium homeostasis. For sodium transport across the cell membranes the epithelial sodium channel (ENaC) is of pivotal relevance. The ENaC is mainly regulated by mineralocorticoid receptor mediated actions. The MR activation by endogenous 11β-hydroxy-glucocorticoids is modulated by the 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11β-HSD2). Here we present evidence for intestinal segment specific 11β-HSD2 expression and hypothesize that a high salt intake and/or uninephrectomy (UNX) affects colonic 11β-HSD2, MR and ENaC expression. The 11β-HSD2 activity was measured by means of 3H-corticosterone conversion into 3H-11-dehydrocorticosterone in Sprague Dawley rats on a normal and high salt diet. The activity increased steadily from the ileum to the distal colon by a factor of about 3, an observation in line with the relevance of the distal colon for sodium handling. High salt intake diminished mRNA and protein of 11β-HSD2 by about 50% (p<0.001) and reduced the expression of the MR (p<0.01). The functionally relevant ENaC-β and ENaC-γ expression, a measure of mineralocorticoid action, diminished by more than 50% by high salt intake (p<0.001). The observed changes were present in rats with and without UNX. Thus, colonic epithelial cells appear to contribute to the protective armamentarium of the mammalian body against salt overload, a mechanism not modulated by UNX.

Impaired protein stability of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 2: a novel mechanism of apparent mineralocorticoid excess

Apparent mineralocorticoid excess (AME) is a severe form of hypertension that is caused by impaired activity of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11beta-HSD2), which converts biologically active cortisol into inactive cortisone. Mutations in HSD11B2 result in cortisol-induced activation of mineralocorticoid receptors and cause hypertension with hypokalemia, metabolic alkalosis, and suppressed circulating renin and aldosterone concentrations. This study uncovered the first patient with AME who was described in the literature, identified the genetic defect in HSD11B2, and provided evidence for a novel mechanism of reduced 11beta-HSD2 activity. This study identified a cluster of amino acids (335 to 339) in the C-terminus of 11beta-HSD2 that are essential for protein stability. The cluster includes Tyr(338), which is mutated in the index patient, and Arg(335) and Arg(337), previously reported to be mutated in hypertensive patients. It was found that wild-type 11beta-HSD2 is a relatively stable enzyme with a half-life of 21 h, whereas that of Tyr(338)His and Arg(337)His was 3 and 4 h, respectively. Enzymatic activity of Tyr(338)His was partially retained at 26 degrees C or in the presence of the chemical chaperones glycerol and dexamethasone, indicating thermodynamic instability and misfolding. The results provide evidence that the degradation of both misfolded mutant Tyr(338)His and wild-type 11beta-HSD2 occurs through the proteasome pathway. Therefore, impaired 11beta-HSD2 protein stability rather than reduced gene expression or loss of catalytic activity seems to be responsible for the development of hypertension in some individuals with AME.

Sodium retention and ascites formation in a cholestatic mice model: role of aldosterone and mineralocorticoid receptor?

Renal sodium retention in experimental liver cirrhosis originates from the distal nephron sensitive to aldosterone. The aims of this study were to (1) determine the exact site of sodium retention along the aldosterone-sensitive distal nephron, and (2) to evaluate the role of aldosterone and mineralocorticoid receptor activation in this process. Liver cirrhosis was induced by bile duct ligation in either adrenal-intact or corticosteroid-clamped mice. Corticosteroid-clamp was achieved through adrenalectomy and corticosteroid supplementation with aldosterone and dexamethasone via osmotic minipumps. 24-hours renal sodium balance was evaluated in metabolic cages. Activity and expression of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase were determined in microdissected segments of nephron. Within 4-5 weeks, cirrhosis induced sodium retention in adrenal-intact mice and formation of ascites in 50% of mice. At that time, sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase activity increased specifically in cortical collecting ducts. Hyperaldosteronemia was indicated by increases in urinary aldosterone excretion and in sgk1 (serum- and glucocorticoid-regulated kinase 1) mRNA expression in collecting ducts. Corticosteroid-clamp prevented induction of sgk1 but not cirrhosis-induced sodium retention, formation of ascites and stimulation of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase activity and expression (mRNA and protein) in collecting duct. These findings demonstrate that sodium retention in cirrhosis is independent of hyperaldosteronemia and of the activation of mineralocorticoid receptor. CONCLUSION: Bile duct ligation in mice induces cirrhosis which, within 4-5 weeks, leads to the induction of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase in cortical collecting ducts, to renal sodium retention and to the formation of ascites. Sodium retention, ascites formation and induction of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase are independent of the activation of mineralocorticoid receptors by either aldosterone or glucocorticoids.

Efeito da privação de sono paradoxal na expressão de receptores para glicocorticoides no hipocampo e no aprendizado e memória

Vários trabalhos têm demonstrado uma relação entre sono e memória. Desta forma, tem sido descrito um papel importante do sono na consolidação da memória e um efeito negativo pela privação do mesmo. O hipocampo é uma região importante para a formação e consolidação da memória espacial, e contém uma alta expressão de receptores para corticosteróides. As ações dos corticosteróides no hipocampo são fundamentais para a aquisição de memória e dependem de um balanço adequado entre receptores de Glicocorticóides (RGc) e Mineralocorticóides (RMn). Assim é descrito na literatura que um aumento na expressão de RMn é promotor de aquisição de memória, enquanto que um aumento na expressão de RGc produz um efeito negativo. Apesar dos níveis circulantes de glicocorticóides na privação de sono paradoxal (PSP), não serem responsáveis pelo enfraquecimento de memória, não existem dados sobre a expressão dos receptores para corticosteróides no hipocampo, após PSP. Neste trabalho tivemos como objetivo investigar a expressão de receptores de Glicocorticóides no hipocampo, bem como avaliar aprendizado e memória em ratos privados de sono paradoxal. Ratos Wistar machos (250- 350g) foram submetidos à PSP, utilizando-se o método de múltiplas plataformas por um período de 96 horas. Após 96h de privação os animais foram anestesiados e perfundidos. Secções de 25 μm na área do hipocampo foram obtidas e reagidas com anticorpos para receptores de Glicocortidóides. Avaliamos as áreas CA1, CA3 e Giro Denteado. O aprendizado e memória espacial foram avaliados através do teste do labirinto aquático de oito braços, antes e após o período de privação de sono. Avaliou-se a latência de escape e o número de erros obtidos. O grupo PSP apresentou um aumento na expressão de RGc nas regiões: CA1 e Giro Denteado, não se observando diferença significativa na região CA3. A PSP prévia aos testes de aprendizado e memória não provocou alterações significativas. A privação de sono pós-aprendizado também não produziu diferenças estatisticamente significativas, mas um aumento no tempo de latência de escape e número de erros sugere um enfraquecimento na consolidação da memória. O aumento na expressão de RGc nas áreas estudadas, pode ser consequente a uma alteração no balanço entre os receptores para corticosteróides no hipocampo e ser responsável por alterações no aprendizado e memória em ratos PSP.

Stress within the postseizure time window inhibits seizure recurrence

Recurrence is a key characteristic in the development of epilepsy. It remains unclear whether seizure recurrence is sensitive to postseizure stress. Here, tonic-clonic seizures were induced with a convulsive dose of pentylenetetrazole (PTZ), and acute seizure recurrence was evoked with a subconvulsive dose of the drug. We found that stress inhibited seizure recurrence when applied 30 minutes or 2 hours, but not 4 hours, after the tonic-clonic seizure. The time-dependent anti-recurrence effect of stress was mimicked by the stress hormone corticosterone and blocked by co-administration of mineralocorticoid and glucocorticoid receptor antagonists. Furthermore, in a PTZ-induced epileptic kindling model, corticosterone administered 30 minutes after each seizure decreased the extent of seizures both during the kindling establishment and in the following challenge test. These results provide novel insights into both the mechanisms of and therapeutic strategies for epilepsy. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Variation de l’expression et de l’activité des 11β-hydroxystéroïde déshydrogénases rénales, cardiaques et placentaires au cours de la gestation de la rate

L’activation du système rénine-angiotensine-aldostérone peut entraîner le développement d’une hypertension artérielle et de la fibrose cardiaque. Toutefois, au cours de la grossesse, malgré une hausse substantielle des niveaux d’aldostérone, ces effets délétères ne sont pas observés. L’aldostérone exerce ses effets via les récepteurs des minéralocorticoïdes, les MR, qui peuvent également lier le cortisol avec une affinité similaire. La régulation des niveaux locaux de ce glucocorticoïde par les 11β-hydroxystéroïde déshydrogénases (11β-HSD) est donc essentielle pour éviter une stimulation inappropriée des MR. Nous suggérons que, durant la grossesse, ces enzymes sont impliquées dans la protection de la mère et du foetus contre les niveaux élevés d’aldostérone et de cortisol. Notre hypothèse de travail est que les mécanismes d’adaptation qui prennent place au cours de la grossesse nécessitent des changements d’expression (ARNm et protéine) et d’activité des 11β-HSD spécifiques selon le tissu. Des rates Sprague-Dawley ont été sacrifiées aux jours 14, 17, 19 et 22 de gestation (terme = jour 23) et leurs organes ont été collectés. Dans le rein, les niveaux protéiques des 11β-HSD sont diminués en fin de gestation. Dans le placenta, on observe une importante chute de l’expression génique et protéique de la 11β-HSD1 au jour 17 tandis que la 11β-HSD2 y est augmentée. L’expression et l’activité de la 11β-HSD2 sont par la suite diminuées jusqu’à terme. Aucune différence significative n’est retrouvée dans le ventricule gauche cardiaque. En conclusion, nos résultats démontrent que la gestation est accompagnée d’importants changements dans le placenta, possiblement pour assurer un développement foetal adéquat, tandis que le rein et le coeur sont peu ou pas affectés. Des études plus approfondies sur l’expression des MR dans ces tissus nous aideront à mieux comprendre l’implication des 11β-HSD au fil de la gestation.

Le remodelage cardiaque lors de la gestation chez la rate : implication du récepteur aux minéralocorticoïdes et altérations par un supplément sodique

La grossesse induit de profonds changements hémodynamiques et métaboliques de l’organisme maternel qui ont des conséquences sur le cœur. L’adaptation du cœur à cette condition physiologique nécessite un remodelage de sa structure et par conséquent des ajustements de sa fonction. Les mécanismes responsables de ces adaptations sont en grande partie inconnus. Cependant, ces connaissances sont essentielles pour la compréhension des complications cardiovasculaires, telle que l’hypertension gestationnelle (HG), qui constituent un risque pour la santé de la mère et du fœtus. Afin de caractériser les adaptations du cœur lors de la grossesse, l’originalité de notre approche expérimentale consistait à étudier le remodelage à l’échelle des cardiomyocytes du ventricule gauche. Ainsi, notre premier objectif était de déterminer les modifications structurales et fonctionnelles des cardiomyocytes chez la rate en vue d’identifier les altérations lors de l’HG. Chez les rates gestantes, le remodelage structural des cardiomyocytes se caractérise par une hypertrophie cellulaire avec une augmentation proportionnelle des dimensions. L’HG a été induite par un supplément sodique (0.9% NaCl) dans la diète. L’inadaptation structurale lors de l’HG se traduit par une diminution du volume cellulaire. L’étude des modifications fonctionnelles a révélé que lors de la gestation le fonctionnement contractile des cellules est dépendant de l’adaptation du métabolisme maternel. En effet, les substrats énergétiques, lactate et pyruvate, induisent une augmentation de la contractilité des cardiomyocytes. Cet effet est plus faible dans les cellules des rates hypertendues, ce qui suggère des anomalies du couplage excitation-contraction, dans lequel les courants calciques de type L (ICa-L) jouent un rôle important. Paradoxalement, le lactate et le pyruvate ont induit une augmentation de la densité des courants ICa-L seulement chez les rates hypertendues. Le récepteur aux minéralocorticoïdes (RM) est connu pour son implication dans le remodelage structuro-fonctionnel du cœur dans les conditions pathologiques mais pas dans celui induit par la grossesse. Notre deuxième objectif était donc de déterminer le rôle du RM dans l’adaptation de la morphologie et de la contractilité des cardiomyocytes. Des rates gestantes ont été traitées avec le canrénoate de potassium (20 mg/kg/jr), un antagoniste des RM. L’inhibition des RM pendant la gestation empêche l’hypertrophie cellulaire. De plus, l’inhibition des RM bloque l’effet du lactate et du pyruvate sur la contractilité. Chez la femme, la grossesse est associée à des changements des propriétés électriques du cœur. Sur l’électrocardiogramme, l’intervalle QTc est plus long, témoignant de la prolongation de la repolarisation. Les mécanismes régulant cette adaptation restent encore inconnus. Ainsi, notre troisième objectif était de déterminer le rôle du RM dans l’adaptation de la repolarisation. Chez la rate gestante, l’intervalle QTc est prolongé ce qui est corroboré par la diminution des courants potassiques Ito et IK1. L’inhibition des RM pendant la gestation empêche la prolongation de l’intervalle QTc et la diminution des courants Ito. Les travaux exposés dans cette thèse apportent une vision plus précise du remodelage cardiaque induit par la grossesse, qui est permise par l’étude à l’échelle cellulaire. Nos résultats montrent que lors de la gestation et de l’HG les cardiomyocytes subissent des remodelages morphologiques contrastés. Notre étude a aussi révélé que lors de la gestation, la fonction contractile est tributaire des adaptations métaboliques et que cette relation est altérée lors de l’HG. Nos travaux montrent que la régulation de ces adaptations gestationnelles fait intervenir le RM au niveau de la morphologie, de la relation métabolisme/fonctionnement contractile et de la repolarisation. En faisant avancer les connaissances sur l’hypertrophie de la grossesse, ces travaux vont permettre d’améliorer la compréhension des complications cardiovasculaires gestationnelles.

Le rôle de l’aldostérone sur le remodelage structurel pulmonaire et la fonction ventriculaire droite en insuffisance cardiaque congestive

INTRODUCTION : L’insuffisance cardiaque congestive (ICC) induit remodelage pulmonaire et dysfonction ventriculaire droite (VD) qui contribuent de façon importante à la morbidité/mortalité. Malgré l’efficacité prouvée, l’antagonisme des récepteurs minéralocorticoïdes est sous-utilisé en ICC et ses mécanismes d’actions demeurent incompris. Nous avons évalué si l’Aldostérone contribue au remodelage pulmonaire et à la dysfonction VD en stimulant la prolifération des myofibroblastes (MYFs) pulmonaires. MÉTHODE ET RÉSULTATS : L’étude a été réalisée chez des rats avec infarctus du myocarde (IM) de taille modérée à grande permettant le développement de l’ICC. Deux semaines après l’IM, les rats ont été traités avec 100mg/kg/jour d’Aldactone ou non, pendant trois semaines et comparé à un groupe témoin (N=21;24;8). Comparativement au groupe témoin, les rats IM ont développé une ICC caractérisée par une réduction de la fraction de raccourcissement du VG (53±1%vs.16±2%, moyenne±ESM, P<0.0001), une hypertension pulmonaire (PSVD:27±1vs.40±3mmHg, P<0.01) et une hypertrophie VD (VD/(VG+Septum):24±1%vs.38±3%, P<0.05). L’Aldactone n’a eu aucun effet sur ces paramètres. Les rats IM ont développé un syndrome pulmonaire caractérisé par un abaissement de la courbe respiratoire pression-volume, un remodelage structurel pulmonaire avec doublement du poids poumon sec (P<0.01) et de la fibrose pulmonaire avec augmentation du taux de collagène dans les poumons (P<0.05). L’Aldactone n’a pas restauré la fonction pulmonaire. Enfin, les MYFs pulmonaires isolés n’ont pas proliféré avec l’exposition de 48h aux deux traitements d’Aldostérone (10-7M, 10-6M). CONCLUSION : L’Aldostérone ne contribue pas au remodelage pulmonaire et à la dysfonction VD associés à l’ICC. D’autres mécanismes d’actions sont responsables des effets bénéfiques de l’Aldactone.

Implication de l'aldostérone dans les changements hémodynamiques de la grossesse

La grossesse s’accompagne d’importantes modifications hormonales et hémodynamiques. Parmi celles-ci, le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) est activé très tôt durant la grossesse. De plus, cette augmentation du SRAA est accompagnée d’élévations du débit cardiaque et du volume plasmatique ainsi que des baisses paradoxales de la pression artérielle et de la résistance vasculaire périphérique. Ceci suggère que la grossesse induit un remaniement des réponses physiologiques normales au SRAA. Une résistance vasculaire à l’action des vasopresseurs est également observée durant la gestation. Ce phénomène serait causé par la modification de la fonction des canaux calciques et potassiques. De plus, il serait possiblement dû à la participation de la Na+/K+-ATPase, par son influence sur le potentiel membranaire des cellules des muscles lisses vasculaires (VSMC). La présence des récepteurs minéralocorticoïdes (MR) dans les VSMC laisse croire que l’aldostérone peut influencer le tonus vasculaire par des effets génomiques et non-génomiques. Compte tenu des connaissances actuelles, nous avons émis l’hypothèse que l’augmentation des taux sériques d’aldostérone durant la grossesse est responsable des changements hémodynamiques observés et que ces effets sont causés par l’activation des MR. Des rates gestantes ont été traitées avec du canrénoate de potassium (20 mg/kg•jr), un antagoniste des MR, durant la dernière semaine de gestation (sur 3). Sur des anneaux aortiques dénudés de leur endothélium, nous avons mesuré les réponses contractiles à la phényléphrine (PhE) et au KCl en présence d’un bloqueur des canaux calciques dépendants du voltage (VDCC), la nifédipine, et d’activateurs des canaux potassiques à large conductance (BKCa) et ceux dépendants de l’ATP (KATP), respectivement le NS-1619 et la cromakalim. Les réponses à la PhE et au KCl sont réduites à partir du 17e jour de gestation et le traitement au canrénoate augmente ces réponses dans tous les groupes. Les modulateurs de canaux ioniques atténuent les réponses à la PhE et au KCl. Cependant, le canrénoate modifie aussi les effets des modulateurs sur les aortes. Aucun effet ou une baisse des réponses est observable chez les rates non gestantes, tandis qu’une hausse de leur effet inhibiteur est notée chez les rates gestantes. Ces effets du canrénoate font croire que l’aldostérone participe à l’adaptation de la réactivité vasculaire durant la grossesse. Par ailleurs, le potentiel membranaire des VSMC pourrait être affecté dans la gestation. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons évalué l’activité de la Na+/K+-ATPase, impliquée dans le contrôle du potentiel membranaire. Nos résultats démontrent que l’activité de la pompe est inhibée à partir du 19e jour de gestation. Cet effet est renversé par le canrénoate. Toutefois, comme le renversement de l’inhibition de la pompe est également présent chez les rates gestantes traitées avec du PST 2238, un antagoniste de l’ouabaïne sur la Na+/K+-ATPase, et que le canrénoate agit également comme agoniste partiel de la pompe, nous croyons que la diminution d’activité associée à la gestation est liée à une inhibition de la Na+/K+-ATPase par des stéroïdes cardiotoniques plutôt qu’à un effet des minéralocorticoïdes. L’augmention d’activité de la pompe liée au canrénoate s’accompagne d’une diminution de l’expression de la sous-unité α1, suggérant que la sous-unité α2 est responsable des variations de contractilité de l’aorte, puisque son expression n’est pas modifiée par le canrénoate. Les effets de la diminution de l’expression de la sous-unité α1, influencée par la signalisation du MR, restent à être déterminés. Néanmoins, nos résultats montrent que les modifications d’activité de la Na+/K+-ATPase influencent l’activité des canaux potassiques et que la pompe pourraient être un des éléments primordiaux dans le contrôle de la réactivité vasculaire durant la grossesse. Comme le canrénoate modifie la réactivité vasculaire, nous voulions déterminer ses impacts sur la pression artérielle. Des rates gestantes ont été traitées avec du canrénoate (20 ou 60 mg/kg•jr) et les paramètres hémodynamiques ont été évalués par radiotélémétrie. Aucune modification de la pression artérielle, du rythme cardiaque et de la pression pulsée ne sont mesurées chez les rates recevant le traitement. Toutefois, des augmentations de l’osmolalité, des taux sériques d’aldostérone et de corticostérone ainsi que de l’activité rénine plasmatique sont observées chez les animaux recevant 60 mg/kg•jr. Le canrénoate bloque donc le rétrocontrôle du SRAA. Par contre, les MR ne sont pas les principaux responsables du contrôle de la pression artérielle durant la grossesse. En conclusion, nous avons démontré que le traitement des rates au canrénoate influence la réactivité vasculaire de l’aorte durant la gestation. Cet effet est causé par la modification de l’activité de certains canaux ioniques (VDCC, BKCa et KATP). De plus, le canrénoate renverse l’inhibition de la Na+/K+-ATPase observée durant la gestation. Finalement, les actions locales de cet antagoniste des MR sur les vaisseaux sanguins ne se répercutent pas sur l’effet systémique global et aucune modification de la pression artérielle n’est observée. D’autres études seront toutefois nécessaires pour déterminer les voies de signalisation par lesquelles l’aldostérone module les réponses des canaux ioniques dans les VSMC.

Risk assessment behaviors associated with corticosterone trigger the defense reaction to social isolation in rats: Role of the anterior cingulate cortex

The extent to which the hypothalamic-pituitary-adrenal axis is activated by short-term and long-term consequences of stress is still open to investigation. This study aimed to determine (i) the correlation between plasma corticosterone and exploratory behavior exhibited by rats subjected to the elevated plus maze (EPM) following different periods of social isolation, (ii) the effects of the corticosterone synthesis blocker, metyrapone, on the behavioral consequences of isolation, and (iii) whether corticosterone produces its effects through an action on the anterior cingulate cortex, area 1 (Cg1). Rats were subjected to 30-min, 2-h, 24-h, or 7-day isolation periods before EPM exposure and plasma corticosterone assessments. Isolation for longer periods of time produced greater anxiogenic-like effects on the EPM. However, stretched attend posture (SAP) and plasma corticosterone concentrations were increased significantly after 30 min of isolation. Among all of the behavioral categories measured in the EPM, only SAP positively correlated with plasma corticosterone. Metyrapone injected prior to the 24 h isolation period reversed the anxiogenic effects of isolation. Moreover, corticosterone injected into the Cg1 produced a selective increase in SAP. These findings indicate that risk assessment behavior induced by the action of corticosterone on Cg1 neurons initiates a cascade of defensive responses during exposure to stressors.

Impact of Corticosterone Treatment on Spontaneous Seizure Frequency and Epileptiform Activity in Mice with Chronic Epilepsy

Stress is the most commonly reported precipitating factor for seizures in patients with epilepsy. Despite compelling anecdotal evidence for stress-induced seizures, animal models of the phenomena are sparse and possible mechanisms are unclear. Here, we tested the hypothesis that increased levels of the stress-associated hormone corticosterone ( CORT) would increase epileptiform activity and spontaneous seizure frequency in mice rendered epileptic following pilocarpine-induced status epilepticus. We monitored video-EEG activity in pilocarpine-treated mice 24/7 for a period of four or more weeks, during which animals were serially treated with CORT or vehicle. CORT increased the frequency and duration of epileptiform events within the first 24 hours of treatment, and this effect persisted for up to two weeks following termination of CORT injections. Interestingly, vehicle injection produced a transient spike in CORT levels - presumably due to the stress of injection - and a modest but significant increase in epileptiform activity. Neither CORT nor vehicle treatment significantly altered seizure frequency; although a small subset of animals did appear responsive. Taken together, our findings indicate that treatment of epileptic animals with exogenous CORT designed to mimic chronic stress can induce a persistent increase in interictal epileptiform activity.

Regulation of placental growth by aldosterone and cortisol

During pregnancy, trophoblasts grow to adapt the feto-maternal unit to fetal requirements. Aldosterone and cortisol levels increase, the latter being inactivated by a healthy placenta. By contrast, preeclamptic placental growth is reduced while aldosterone levels are low and placental cortisol tissue levels are high due to improper deactivation. Aldosterone acts as a growth factor in many tissues, whereas cortisol inhibits growth. We hypothesized that in preeclampsia low aldosterone and enhanced cortisol availability might mutually affect placental growth and function. Proliferation of cultured human trophoblasts was time- and dose-dependently increased with aldosterone (P < 0.04 to P < 0.0001) and inhibited by spironolactone and glucocorticoids (P < 0.01). Mineralo- and glucocorticoid receptor expression and activation upon agonist stimulation was verified by visualization of nuclear translocation of the receptors. Functional aldosterone deficiency simulated in pregnant mice by spironolactone treatment (15 μg/g body weight/day) led to a reduced fetal umbilical blood flow (P < 0.05). In rat (P < 0.05; R(2) = 0.2055) and human (X(2) = 3.85; P = 0.0249) pregnancy, placental size was positively related to plasma aldosterone. Autocrine production of these steroid hormones was excluded functionally and via the absence of specific enzymatic transcripts for CYP11B2 and CYP11B1. In conclusion, activation of mineralocorticoid receptors by maternal aldosterone appears to be required for trophoblast growth and a normal feto-placental function. Thus, low aldosterone levels and enhanced cortisol availability may be one explanation for the reduced placental size in preeclampsia and related disorders.

Uninephrectomy reduces 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 and type 2 concomitantly with an increase in blood pressure in rats

Renal allograft donors are at risk of developing hypertension. Here, we hypothesized that this risk is at least in part explained by an enhanced intracellular availability of 11β-hydroxyglucocorticoids due to an increased 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 enzyme (11β-HSD1), an intracellular prereceptor activator of biologically inactive 11-ketocorticosteroids in the liver, and/or a diminished 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11β-HSD2), an inactivator of 11β-hydroxyglucocorticoids in the kidney. To test this hypothesis, uninephrectomized (UNX) (n=9) and sham-operated (n=10) adult Sprague-Dawley rats were investigated. Mean arterial blood pressure and heart rate were measured continuously by telemetry for 6 days in week 5 after UNX. The mRNA of 11β-Hsd1 and 11β-Hsd2 in liver and kidney tissues were assessed by RT-PCR and the 11β-HSD activities were directly quantified in their corresponding tissues by determining the ratios of (tetrahydrocorticosterone+5α-tetrahydrocorticosterone)/tetrahydrodehydrocorticosterone ((THB+5α-THB)/THA) and of corticosterone/dehydrocorticosterone (B/A) by gas chromatography-mass spectrometry. The apparent total body activities of 11β-HSD1 and 11β-HSD2 were estimated using the urinary and plasma ratios of (THB+5α-THB)/THA and B/A. Mean arterial blood pressure was increased after UNX when compared with sham operation. Hepatic mRNA content of 11β-Hsd1 and hepatic, plasma, and urinary ratios of (THB+5α-THB)/THA were decreased after UNX, indicating diminished access of glucocorticoids to its receptors. In renal tissue, 11β-Hsd2 mRNA was reduced and B/A ratios measured in kidney, plasma, and urine were increased, indicating reduced 11β-HSD2 activity and enhanced access of glucocorticoids to mineralocorticoid receptors. Both 11β-HSD1 and 11β-HSD2 are downregulated after UNX in rats, a constellation considered to induce hypertension.