A role for the endocrine and pro-inflammatory mediator MIF in the control of insulin secretion during stress.

The systemic response to injury or infection is often accompanied by significant alterations in host metabolism and glucose homeostasis. Within the liver, these changes include a decrease in glycogenesis and an increase in gluconeogenesis, and in peripheral tissues, the development of insulin resistance and the increased utilization of glucose by non-insulin-dependent pathways. Depending on the severity and the duration of the response, both hyper- and hypoglycemia can ensue and each can become a clinically important manifestation of the systemic inflammatory response. The protein known as macrophage migration inhibitory factor (MIF) has been identified recently to play a central role in host immunity and to regulate glucocorticoid effects on the immune and inflammatory systems. MIF is released in vivo from activated immune cells as well as by the anterior pituitary gland upon stimulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. MIF also has been found to be secreted together with insulin from the pancreatic beta-cells and to act as an autocrine factor to stimulate insulin release. Since circulating MIF levels are elevated during stress or systemic inflammatory processes, this protein may play a central role in the control of insulin secretion during various disease states.

Evénements traumatiques et réponses de stress: le rôle de l'ocytocine et de l'attachement [Traumatic events and stress responses: the role of oxytocin and attachement].

Being repeatedly confronted to very difficult situations since childhood influences the way indivuals will later respond to even mildly stressful events. The hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA) is a complex system implicated in regulating neuroendocrine responses to stress. Its activation produces among others the <stress hormonea, cortisol. However, the regulation of the physiological response to stress depends on psychological factors linked with the representations that individuals develop regarding their close relationships i.e. attachment. Furthermore, attachment representations seem to be associated with oxytocin, a hormone involved both in cortisol reduction and in positive social behaviours.

Neurobiology of suicide: do biomarkers exist?

Clinical risk factors have a low predictive value on suicide. This may explain the increasing interest in potential neurobiological correlates and specific heritable markers of suicide vulnerability. This review aims to present the current neurobiological findings that have been shown to be implicated in suicide completers and to discuss how postmortem studies may be useful in characterizing these individuals. Data on the role of the main neurobiological systems in suicidality, such as the neurotransmitter families, hypothalamic-pituitary-adrenal axis, neurotrophic factors, and polyamines, are exposed at the different biochemical, genetic, and epigenetic levels. Some neuroanatomic and neuropathological aspects as well as their in vivo morphological and functional neuroimaging correlates are also described. Except for the serotoninergic system, particularly with respect to the polymorphism of the gene coding for the serotonin transporter (5-HTTLPR) and brain-derived neurotrophic factor, data did not converge to produce a univocal consensus. The possible limitations of currently published studies are discussed, as well as the scope for long-term prospective studies.

Atrial natriuretic peptide and feeding activity patterns in rats

This review presents historical data about atrial natriuretic peptide (ANP) from its discovery as an atrial natriuretic factor (ANF) to its role as an atrial natriuretic hormone (ANH). As a hormone, ANP can interact with the hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA-A) and is related to feeding activity patterns in the rat. Food restriction proved to be an interesting model to investigate this relationship. The role of ANP must be understood within a context of peripheral and central interactions involving different peptides and pathways

Cortisol and 17-a-hydroxy-progesterone levels in infants with refractory hypotension born at 30 weeks of gestation or less

Refractory hypotension is frequent in very low-birth weight infants, whose hypothalamic-pituitary-adrenal axis has been suggested to be immature. The objective of the present study was to evaluate basal cortisol and 17-a-OH-progesterone in the first 36 h of life in preterm infants with and without refractory hypotension (mean arterial blood pressure below the lower limit for gestational age throughout the study despite aggressive volume expansion and use of vasopressors). Thirty-five infants with £30 weeks of gestation and a birth weight £1250 g, with no postnatal use of corticosteroid or death in the first 48 h were studied. Mean arterial pressure was measured every 4 h during the first 48 h. Cortisol and 17-a-OH-progesterone were determined at 12 and 36 h and patients were divided into refractory hypotensive (N = 15) and control (N = 20) groups. The groups were not different regarding type of delivery, use of prenatal corticosteroid, requirement of mechanical ventilation, use of vasopressor drugs, morphine, fentanyl, prophylactic indomethacin, and mean sample timing. Although refractory hypotensive newborns were more immature, were smaller, suffered more deaths after 48 h of life and had a higher SNAPPE-2 score, their cortisol and 17-a-OH-progesterone levels were not different from controls at 12 h and at 36 h. The increase of cortisol in newborns with refractory hypotension 36 h after birth was significantly higher than in controls. Despite the fact that refractory hypotensive very low-birth weight neonates were submitted to a very stressful condition, their cortisol and 17-a-OH-progesterone levels were similar to controls.

Central actions of glucocorticoids in the control of body fluid homeostasis: Review

The involvement of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the control of body fluid homeostasis has been extensively investigated in the past few years. In the present study, we reviewed the recent results obtained using different approaches to investigate the effects of glucocorticoids on the mechanisms of oxytocin and vasopressin synthesis and secretion in response to acute and chronic plasma volume and osmolality changes. The data presented here suggest that glucocorticoids are not only involved in the mechanisms underlying the fast release but also in the transcriptional events that lead to decreased synthesis and secretion of these neuropeptides, particularly oxytocin, under diverse experimental conditions of altered fluid volume and tonicity. The endocannabinoid system, through its effects on glutamatergic neurotransmission within the hypothalamus and the nuclear factor κB-mediated transcriptional activity, seems to be also involved in the specific mechanisms by which glucocorticoids exert their central effects on neurohypophyseal hormone synthesis and secretion.

Maternal undernutrition and the offspring kidney: from fetal to adult life

Maternal dietary protein restriction during pregnancy is associated with low fetal birth weight and leads to renal morphological and physiological changes. Different mechanisms can contribute to this phenotype: exposure to fetal glucocorticoid, alterations in the components of the renin-angiotensin system, apoptosis, and DNA methylation. A low-protein diet during gestation decreases the activity of placental 11ß-hydroxysteroid dehydrogenase, exposing the fetus to glucocorticoids and resetting the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the offspring. The abnormal function/expression of type 1 (AT1R) or type 2 (AT2R) AngII receptors during any period of life may be the consequence or cause of renal adaptation. AT1R is up-regulated, compared with control, on the first day after birth of offspring born to low-protein diet mothers, but this protein appears to be down-regulated by 12 days of age and thereafter. In these offspring, AT2R expression differs from control at 1 day of age, but is also down-regulated thereafter, with low nephron numbers at all ages: from the fetal period, at the end of nephron formation, and during adulthood. However, during adulthood, the glomerular filtration rate is not altered, due to glomerulus and podocyte hypertrophy. Kidney tubule transporters are regulated by physiological mechanisms; Na+/K+-ATPase is inhibited by AngII and, in this model, the down-regulated AngII receptors fail to inhibit Na+/K+-ATPase, leading to increased Na+ reabsorption, contributing to the hypertensive status. We also considered the modulation of pro-apoptotic and anti-apoptotic factors during nephrogenesis, since organogenesis depends upon a tight balance between proliferation, differentiation and cell death.

Les effets d’un traitement au corticostérone sur la transmission dopaminergique mésocorticale du rat en période de stress

L’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien joue un rôle essentiel dans l’adaptation et la réponse au stress. Toutefois, l’hyperactivation de cet axe ou des niveaux chroniquement élevés de glucocorticoïdes (GC) entraînent des conséquences pathologiques. Le système dopaminergique mésocortical, qui se projette dans le cortex préfrontal médian (CPFm), joue un rôle adaptatif en protégeant contre le stress. Jusqu’à présent, les interactions fonctionnelles entre les GC (ex : corticostérone) et le système dopaminergique mésocortical ne sont pas élucidées. Dans ce mémoire, nous avons évalué les effets des GC sur les fonctions dopaminergiques préfrontales en élevant chroniquement, à l’aide de minipompes osmotiques, les niveaux de corticostérone aux concentrations physiologiques maximales (1 mg/kg/h pendant 7 jours). Ce traitement n’a pas modifié significativement, chez les rats stressés ou non, les niveaux post mortem de dopamine et de son métabolite dans le tissu du CPFm. Toutefois, l’évaluation par voltamétrie in vivo des changements de dopamine extracellulaire dans le CPFmv a permis d’observer que la corticostérone augmente significativement la libération de dopamine en réponse à l’exposition à l’odeur de renard et au pincement de la queue. Nos études nous permettent de conclure que la corticostérone potentialise la fonction dopaminergique mésocorticale qui, à son tour, facilite la régulation négative en période de stress.

La détermination d’un sous-groupe de contrevenants de la conduite avec capacités affaiblies à risque élevé de récidive : l’utilité de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien

Les contrevenants de la conduite avec capacités affaiblies (CCA) n’entrent pas tous dans les registres de la sécurité routière avec le même risque de récidive. Pour pallier cette hétérogénéité, cette thèse propose de modéliser les interrelations entre les traits de personnalité et les comportements à risque associés à la récidive et de détecter un sous-groupe de contrevenants au risque de récidive élevé à l’aide de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS). Plus particulièrement, les trois articles de cette thèse s’intéressent au cortisol, l’hormone du stress. Le premier article élabore un modèle théorique réconciliant les connaissances sur l’axe HHS issues du domaine de la CCA et de domaines connexes. Lors de précédentes études, le nombre de condamnations antérieures pour CCA a été associé négativement à la réactivité du cortisol à la suite d’une situation stressante. Chez les récidivistes, cette faible réactivité s’explique partiellement par la recherche d’expériences, une dimension de la recherche de sensations. Au-delà ce trait de personnalité désinhibiteur, une faible activité de l’axe HHS a été associée à d’autres traits (c.-à-d. impulsivité et tendances antisociales) et d’autres comportements à risque (c.-à-d. infractions routières, arrestations criminelles et consommation problématique de substances psychoactives). Ce modèle intégrant la réactivité du cortisol permet une conceptualisation approfondie des diverses caractéristiques des contrevenants de la CCA et explique hypothétiquement la répétition des comportements à risque. Les deux articles suivants se penchent sur l’intérêt empirique d’utiliser l’axe HHS pour déterminer un sous-groupe de contrevenants à risque élevé de récidive. Plus précisément, le deuxième article émet l’hypothèse que les récidivistes (n = 30) ayant une faible activité de leur cortisol (c.-à-d. médiane de la surface sous la courbe relative au niveau de base et relative à la réactivité) ont davantage de traits de personnalité désinhibiteurs et de comportements à risque que les récidivistes ayant une forte activité. L’hypothèse n’a pas été confirmée. Au contraire, les récidivistes présentant une faible réactivité commettent moins d’infractions routières et d’arrestations criminelles que ceux ayant une forte réactivité. Quant à lui, le troisième article investigue une hypothèse similaire auprès des contrevenants primaires (n = 139). Les contrevenants manifestant une faible réactivité du cortisol (c.-à-d. différence entre prélèvements post-stress et pré-stress) ont davantage d’impulsivité attentionnelle, de non-planification, d’arrestations criminelles et de cigarettes fumées par jour que les contrevenants ayant une forte réactivité. Lors d’analyses exploratoires, la présence d’une variété de traits de personnalité désinhibiteurs et de comportements à risque chez les contrevenants primaires présentant une faible réactivité lorsque comparé au groupe contrôle (n = 31) suggère encore une fois leur risque élevé de récidive. L’intérêt d’ajouter un mécanisme neurobiologique pour modéliser les interrelations entre les traits de personnalité désinhibiteurs et les comportements à risque des contrevenants de la CCA a été exploré dans cette thèse. La détermination d’un sous-groupe de contrevenants présentant un risque élevé de récidive, à l’aide de l’axe HHS, semble davantage profitable auprès de l’hétérogène population des contrevenants primaires. En contrepartie, l’axe HHS ne permet pas de déterminer un sous-groupe ayant une problématique sévère auprès des récidivistes à l’extrême du continuum du risque.

Contribution de modèle demande-contrôle-soutien à la variation des concentrations de cortisol salivaire

L’objectif principal de ce mémoire est d’approfondir les connaissances à propos de l’impact des stresseurs organisationnels sur la concentration du cortisol salivaire. Plus précisément, nous étudierons la contribution des modèles demande-contrôle de Karasek (1979) et demande-contrôle-soutien de Karasek et Theorell (1990) à la variation du cortisol salivaire chez les individus. Les associations entre les composantes principales de chacun des modèles (demandes psychologiques, latitude décisionnelle et soutien social), mais également les effets d’interaction inclus dans ces modèles, c’est-à-dire de l’effet modérateur de la latitude décisionnelle et du soutien social, seront étudiés. L’axe HPS a été associé aux symptômes de la santé mentale (Abelson et al., 2007; Havermans et al., 2011; Vreeburg et al., 2009b, 2010, 2013; Staufenbiel, 2013) ainsi qu’aux stresseurs en milieu de travail (Chida et Steptoe, 2009). À l’heure actuelle, le cortisol salivaire serait un indicateur de l’axe hypothalamo-pituito-surrénalien (HPS) le plus prometteur pour mesurer la réponse physiologique face à un événement stressant ou à un stress chronique (Maïna et al., 2009). Les données proviennent de l’étude SALVEO, menée par l’Équipe de recherche sur le travail et la santé mentale de l’Université de Montréal. Les résultats des analyses multiniveaux ne soutiennent pas l’implication du modèle demande-contrôle-soutien sur la concentration de cortisol. En effet, elles ne permettent pas de conclure que les effets, autant principaux que d’interaction, du modèle demande-contrôle-soutien expliquent la variation dans les concentrations de cortisol. La consommation de tabac est significativement reliée à la concentration de cortisol salivaire et doit être prise en considération dans les études futures. Par conséquent, ces résultats suggèrent que d’autres recherches sont nécessaires pour comprendre comment les stresseurs du travail s’incorporent à l’individu au niveau physiologique. Des connaissances approfondies de ces associations permettraient de mieux comprendre les associations entre le stress à long terme et les effets sur la santé, c’est-à-dire, comment les tensions au travail affectent la santé mentale à long terme (Karhula et al., 2015).

Corticoides : 60 años después, una asignatura pendiente

El objetivo de este artículo es hacer una breve recopilación de la fisiología del eje hipotálamo-hipofisiario-suprarrenal, para comprender el papel de los corticoides exógenos como herramientas terapéuticas en innumerables patologías, que, utilizados de manera inapropiada, pueden causar efectos deletéreos importantes. La historia de los corticoides empezó hace 164 años, en 1843, cuando Thomas Addison describió los síntomas de la insuficiencia suprarrenal. Casi 100 años después, el 21 de septiembre de 1948, marcó un hito en la historia de la medicina, cuando, en la Clínica Mayo, el Dr. Hench inyectó 100 g de cortisona por primera vez en un paciente con artritis reumatoidea. En 1950, Hench, Kendall y Reichstein recibieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología. En la corteza de las glándulas suprarrenales se sintetizan, a partir del colesterol, tres hormonas diferentes con diversos efectos sobre la homeostasis. Los glucocorticoides sintéticos se clasifican por su potencia antiinflamatoria, vida media y efecto mineralocorticoide; operan en casi todas las células por medio de mecanismos de acción genómicos y no genómicos, lo que genera diferentes respuestas, de ahí su amplio efecto terapéutico en esclerosis múltiple, rechazo de trasplantes, enfermedades respiratorias, como asma y Epoc, entre otras.

Corticoides: 60 años después, una asignatura pendiente

El objetivo de este artículo es hacer una breve recopilación de la fisiología del eje hipotálamo-hipofisiario-suprarrenal, para comprender el papelde los corticoides exógenos como herramientas terapéuticas en innumerables patologías,que, utilizados de manera inapropiada, pueden causar efectos deletéreos importantes. La historia de los corticoides empezó hace 164 años, en 1843, cuando Thomas Addison describió los síntomas de la insuficiencia suprarrenal. Casi 100 años después, el 21 de septiembre de 1948, marcó un hito en la historia de la medicina, cuando, en la Clínica Mayo, el Dr. Hench inyectó 100 g de cortisona por primera vez en un paciente con artritis reumatoidea. En 1950, Hench, Kendall y Reichstein recibieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología. En la corteza de las glándulas suprarrenales se sintetizan, a partir del colesterol, tres hormonas diferentes con diversos efectos sobre la homeostasis. Los glucocorticoides sintéticos se clasifican por su potencia antiinflamatoria, vida media y efecto mineralocorticoide; operan en casi todas las células por medio de mecanismos de acción genómicos y no genómicos, lo que genera diferentes respuestas, de ahí su amplio efecto terapéutico en esclerosis múltiple, rechazo de trasplantes, enfermedades respiratorias, como asma y Epoc, entre otras.

Amygdala and ventromedial prefrontal cortex are inversely coupled during regulation of negative affect and predict the diurnal pattern of cortisol secretion among older adults

Among younger adults, the ability to willfully regulate negative affect, enabling effective responses to stressful experiences, engages regions of prefrontal cortex (PFC) and the amygdala. Because regions of PFC and the amygdala are known to influence the hypothalamic-pituitary-adrenal axis, here we test whether PFC and amygdala responses during emotion regulation predict the diurnal pattern of salivary cortisol secretion. We also test whether PFC and amygdala regions are engaged during emotion regulation in older (62- to 64-year-old) rather than younger individuals. We measured brain activity using functional magnetic resonance imaging as participants regulated (increased or decreased) their affective responses or attended to negative picture stimuli. We also collected saliva samples for 1 week at home for cortisol assay. Consistent with previous work in younger samples, increasing negative affect resulted in ventral lateral, dorsolateral, and dorsomedial regions of PFC and amygdala activation. In contrast to previous work, decreasing negative affect did not produce the predicted robust pattern of higher PFC and lower amygdala activation. Individuals demonstrating the predicted effect (decrease s attend in the amygdala), however, exhibited higher signal in ventromedial prefrontal cortex (VMPFC) for the same contrast. Furthermore, participants displaying higher VMPFC and lower amygdala signal when decreasing compared with the attention control condition evidenced steeper, more normative declines in cortisol over the course of the day. Individual differences yielded the predicted link between brain function while reducing negative affect in the laboratory and diurnal regulation of endocrine activity in the home environment.

Sustained striatal activity predicts eudaimonic well-being and cortisol output

Eudaimonic well-being—a sense of purpose, meaning, and engagement with life—is protective against psychopathology and predicts physical health, including lower levels of the stress hormone cortisol. Although it has been suggested that the ability to engage the neural circuitry of reward may promote well-being and mediate the relationship between well-being and health, this hypothesis has remained untested. To test this hypothesis, we had participants view positive, neutral, and negative images while fMRI data were collected. Individuals with sustained activity in the striatum and dorsolateral prefrontal cortex to positive stimuli over the course of the scan session reported greater well-being and had lower cortisol output. This suggests that sustained engagement of reward circuitry in response to positive events underlies well-being and adaptive regulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis.

NEONATAL HANDLING AND THE MATERNAL ODOR PREFERENCE IN RAT PUPS: INVOLVEMENT OF MONOAMINES AND CYCLIC AMP RESPONSE ELEMENT-BINDING PROTEIN PATHWAY IN THE OLFACTORY BULB

Early-life environmental events, such as the handling procedure, can induce long-lasting alterations upon several behavioral and neuroendocrine systems. However, the changes within the pups that could be causally related to the effects in adulthood are still poorly understood. In the present study, we analyzed the effects of neonatal handling on behavioral (maternal odor preference) and biochemical (cyclic AMP response element-binding protein (CREB) phosphorylation, noradrenaline (NA), and serotonin (5-HT) levels in the olfactory bulb (OB)) parameters in 7-day-old male and female rat pups. Repeated handling (RH) abolished preference for the maternal odor in female pups compared with nonhandled (NH) and the single-handled (SH) ones, while in RH males the preference was not different than NH and SH groups. In both male and female pups, RH decreased NA activity in the OB, but 5-HT activity increased only in males. Since preference for the maternal odor involves the synergic action of NA and 5-HT in the OB, the maintenance of the behavior in RH males could be related to the increased 5-HT activity, in spite of reduction in the NA activity in the OB. RH did not alter CREB phosphorylation in the OB of both male and females compared with NH pups. The repeated handling procedure can affect the behavior of rat pups in response to the maternal odor and biochemical parameters related to the olfactory learning mechanism. Sex differences were already detected in 7-day-old pups. Although the responsiveness of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis to stressors is reduced in the neonatal period, environmental interventions may impact behavioral and biochemical mechanisms relevant to the animal at that early age. (C) 2009 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.