General anatomy, applied to physiology and medicine;

Mode of access: Internet.

Localisation of members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family and their receptors in human atherosclerotic arteries

Background: Vascular endothelial growth factor (VEGF) mediates endothelial cell mitogenesis and enhances vascular permeability. The existence of single or multiple VEGF isoforms and receptors suggests that these proteins may have overlapping but distinct functions, which may be reflected in their cell expression and distribution. Methods: The localisation of VEGFs A–C and their receptors (VEGFRs 1–3, respectively) in 30 fresh human atherosclerotic arteries, 15 normal uterine arteries, and 15 saphenous veins using immunohistochemistry and western blotting. Results: Saphenous veins showed no staining for VEGF-B or VEGFR-2. Smooth muscle cells (SMCs) showed the strongest staining for VEGF-A, VEGF-B, VEGFR-1, and VEGFR-2 in all specimens. Conversely, VEGFR-3 and VEGF-C were predominately localised to the endothelial vasa vasorum in normal arteries, whereas medial SMCs showed the strongest staining in atherosclerotic arteries. Western blotting showed variations in VEGF protein localisation, with lower amounts of VEGF-B and VEGF-C in saphenous veins, compared with arterial tissue. Amounts of VEGF-C were lower than those of VEGF-A and VEGF-B in all specimens. Conclusion: This study provides direct evidence of the presence of VEGF proteins and receptors in human physiology and pathology, with variations in both the amounts of VEGF proteins expressed and their cellular distribution in normal arteries compared with atherosclerotic arteries. The presence of VEGFs A–C and their receptors in normal arterial tissue implies that VEGF functions may extend beyond endothelial cell proliferation. Reduced VEGFR-2 staining in atherosclerotic arteries may have implications for the atherosclerosis process and the development of vascular disease and its complications.

Desorptioilmanpainefotoionisaatio- ja desorptiosähkösumutusionisaatio-massaspektrometria lipidien analytiikassa

Lipidit ovat rasvaliukoisia kudoksesta peräisin olevia yhdisteitä, joilla on monia eri fysiologisia tehtäviä. Lipidien analyysimenetelmien kehittämien on tärkeää, sillä niiden esiintymistä elimistössä voidaan käyttää biomarkkerina sairauksien diagnostiikassa ja apuna sairauksien kehittymismekanismien tutkimisessa. Lipideihin kuuluu polaarisuudeltaan ja rakenteeltaan hyvin erilaisia yhdisteitä. Niiden massaspektrometria-analytiikassa on aikaisemmin käytetty useita erilaisia ionisaatiomenetelmiä, jotka vaativat näytteen esikäsittelyn ennen analyysia. Desorptiosähkösumutusionisaatio-massaspektrometria (DESI-MS) ja desorptio-ilmanpainefotoionisaatio-massaspektrometria (DAPPI-MS) ovat uusia ionisaatio-menetelmiä, jotka mahdollistavat yhdisteiden analysoinnin suoraan eri matriiseista, kuten kudosnäytteistä, usein ilman esikäsittelyä. DESI-MS soveltuu parhaiten suhteellisen polaaristen yhdisteiden analytiikkaan, kun taas DAPPI:lla voidaan ionisoida myös poolittomia yhdisteitä. DESI-MS:lla on jo aikaisemmin analysoitu erilaisia lipidejä, kun taas DAPPI-MS:lla on aikaisemmin analysoitu vain steroideja. DAPPI- ja DESI-MS:lla tutkittiin erilaisten lipidien (fosfolipidit, triglyseridit, rasvahapot, rasvaliukoiset vitamiinit ja steroidit) ionisoitumista. Molemmilla menetelmillä optimoitiin standardiyhdisteille mittausolosuhteet. Lipidejä analysoitiin myös suoraan farmaseuttisista valmisteista. DAPPI:n ja DESI:n soveltuvuudessa erilaisten lipidien ionisoimiseen oli jonkin verran eroja. DAPPI toimi hyvin varsinkin poolittomampien lipidien, eli triglyseridien, steroidien, vitamiinien ja rasvahappojen ionisaatiossa, mutta huonosti hieman polaarisempien ja herkästi hajoavien fosfolipidien ionisaatiossa. Fosfolipidit fragmentoituivat DAPPI-ionisaatiossa, eikä moolimassatiedon sisältävää ionia saatu näkyviin. DESI puolestaan toimii hyvin fosfolipidien ionisoimisessa ja melko hyvin myös muiden tutkittavien lipidien ionisoimisessa, lukuunottamatta kaikkein poolittomimpia lipidejä. Uutta tietoa tutkimuksessa saatiin varsinkin DAPPI:n soveltuvuudesta erilaisten lipidien analytiikkaan. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että DAPPI toimii yhtä hyvin tai jopa DESI:a paremmin useiden eri lipidien analytiikkassa. Menetelmää tulisi kuitenkin kehittää edelleen, jotta fosfolipidien, jotka ovat elimistön tärkeä lipidiryhmä, analysointi onnistuisi DAPPI:lla. Työssä ei analysoitu lipidejä suoraan kudosnäytteestä, joten DAPPI:n soveltuvuudesta lipidien analysointiin suoraan kudosnäytteistä ei voida tehdä johtopäätöksiä tämän työn perusteella.

Avaliação da aspirina e do ácido cafeico fenetil estersobre o reparo tecidual cutâneo

Numerosos modelos in vitro e in vivo foram desenvolvidos para estudar o reparo de lesões e identificar os mecanismos chave deste processo. Visando avaliar o processo de cicatrização utilizamos um modelo de lesão excisional total e um modelo de queimadura promovida por escaldamento. No estudo utilizando o modelo de lesão excisional total, abordamos o uso da aspirina (um inibidor não seletivo da COX) e seu efeito diferenciado sobre os sexos na cicatrização cutânea de camundongos. Observamos que os grupos fêmea controle e tratado apresentaram contração atrasada comparado aos grupos macho controle e tratado, respectivamente. Entre os grupos fêmea e macho controles, as fêmeas apresentaram menor atividade da mieloperoxidase e menor quantidade de células MIF-positivas do que os machos controle. Já entre os grupos fêmea e macho tratados, foi observado que nas fêmeas tratadas, a atividade da mieloperoxidase e a quantidade de macrófagos F4/80-positivos estavam maiores do que no grupo macho tratado. Ainda entre os grupos tratados, as fêmeas apresentaram menores níveis de hidroxiprolina e maior expressão proteica de vWF e VEGF comparado aos machos. No estudo das lesões causadas por queimadura, avaliamos as propriedades anti- inflamatórias e antioxidantes do ácido cafeico fenetil ester (CAPE) no reparo destas lesões e observamos que em 7, 14, 21 e 70 dias após a queimadura, o grupo queimado+CAPE apresentou menor área lesada, além de menor atividade da mieloperoxidase e dos níveis de nitrito do que o grupo queimado. Também foi observado que no grupo queimado+CAPE a expressão proteica de CD68 e de PECAM-1 estava reduzida comparada ao grupo queimado. Analisando os parâmetros de dano oxidativo foi observado que os níveis de MDA e de proteínas carboniladas estavam menores no grupo queimado+CAPE do que no grupo queimado, tanto no plasma quanto na lesão. Em suma, nosso estudo avaliou o processo de cicatrização de dois modelos de lesão, em roedores de diferentes espécies e em abordagens distintas. No modelo de lesão excisional total em camundongos observamos que a administração da aspirina prejudicou o processo de cicatrização em camundongos Balb/c fêmeas, mas não afetou esse processo nos machos da mesma linhagem, o que pode ser explicado pela redução dos níveis de estrógenos nas fêmeas. A utilização do CAPE na cicatrização de queimaduras em ratas comprovou sua eficácia anti-inflamatória e antioxidante devido ao grupo queimado+CAPE ter apresentado maior taxa de cicatrização, redução da resposta inflamatória, além da redução do dano oxidativo em lipídeos e proteínas comparado ao grupo queimado.

Coexpressing shRNA with fluorescence tags for quantification of cell migration studies

Understanding migration of cells has many implications in human physiology; some examples include developmental biology, healing, immune responses and tissue remodeling. On the other hand, invasive migration by tumor cells is pathological and is a major cause of mortality amongst cancer sufferers. Cell migration assays have been widely used to quantify potentially metastatic genes. In recent years, the use of RNAi has significantly increased the tools available in cell migration research due to its specific gene targeting for knockdown. The inability to ensure 100% transfection/transduction efficiency reduces the sensitivity of cell migration assays because cells not successfully transfected/transduced with the RNAi are also included in the calculations. This study introduces a different experimental setup mathematically expressed in our named normalized relative infected cell count (N-RICC) that analyses cell migration assays by co-expressing retrovirally transduced shRNA with fluorescence tags from a single vector. Vectors transduced into cells are visible under fluorescence, thus alleviating the problems involved with transduction efficiency by individually identifying cells with targeted genes. Designed shRNAs were targeted against a list of potentially metastatic genes in a highly migratory breast cancer cell line model, MDA-MB-231. We have successfully applied N-RICC analysis to show greater sensitivity of integrin alpha5 (ITGA5) and Ras homologue A (RhoA) in cell metastasis over conventional methods in scratch-wound assays and migration chambers assays.

Study of nuclear receptor dynamics by BRET

Les récepteurs nucléaires (RN) sont des facteurs de transcription ligand dépendants qui contrôlent une grande variété de processus biologiques de la physiologie humaine, ce qui a fait d'eux des cibles pharmacologiques privilégiées pour de nombreuses maladies. L'un de ces récepteurs, le récepteur de l’œstrogène alpha (ERα), peut activer la prolifération cellulaire dans certaines sections de l'épithélium mammaire tandis qu’un autre, le récepteur de l'acide rétinoïque alpha (RARα), peut provoquer un arrêt de la croissance et la différenciation cellulaire. La signalisation de ces deux récepteurs peut être altérée dans le cancer du sein, contribuant à la tumorigénèse mammaire. L’activité d’ERα peut être bloquée par les anti-oestrogènes (AE) pour inhiber la prolifération des cellules tumorales mammaires. Par contre, l’activation des voies de RARα avec des rétinoïdes dans un contexte clinique a rencontré peu de succès. Ceci pourrait résulter du manque de spécificité des ligands testés pour RARα et/ou de leur activité seulement dans certains sous-types de tumeurs mammaires. Puisque les récepteurs nucléaires forment des homo- et hétéro-dimères, nous avons cherché à développer de nouveaux essais pharmacologiques pour étudier l'activité de complexes dimériques spécifiques, leur dynamique d’association et la structure quaternaire des récepteurs des œstrogènes. Nous décrivons ici une nouvelle technique FRET, surnommée BRET avec renforcement de fluorescence par transferts combinés (BRETFect), qui permet de détecter la formation de complexes de récepteurs nucléaires ternaires. Le BRETFect peut suivre l'activation des hétérodimères ERα-ERβ et met en évidence un mécanisme allostérique d'activation que chaque récepteur exerce sur son partenaire de dimérisation. L'utilisation de BRETFect en combinaison avec le PCA nous a permis d'observer la formation de multimères d’ERα fonctionnels dans des cellules vivantes pour la première fois. La formation de multimères est favorisée par les AE induisant la dégradation du récepteur des oestrogènes, ce qui pourrait contribuer à leurs propriétés spécifiques. Ces essais de BRET apportent une nette amélioration par rapport aux tests de vecteurs rapporteur luciférase classique, en fournissant des informations spécifiques aux récepteurs en temps réel sans aucune interférence par d'autres processus tels que la transcription et de la traduction. L'utilisation de ces tests nous a permis de caractériser les propriétés de modulation de l’activité des récepteurs nucléaires d’une nouvelle classe de molécules hybrides qui peuvent à la fois lier ERa ou RAR et inhiber les HDACs, conduisant au développement de nouvelles molécules prometteuses bifonctionnelles telles que la molécule hybride RAR-agoniste/HDACi TTNN-HA.

Ingestão de água e relação com o conteúdo em água da dieta numa população saudável

Os vários estudos sobre a importância da água na fisiologia humana têm demonstrado que a quantidade de água presente nos alimentos e a produzida por via metabólica, não são suficientes para suprir as necessidades diárias deste nutriente. A água ingerida em função do reflexo da sede ou por vontade do próprio varia entre os indivíduos e, ao contrário de outros nutrientes fundamentais, não existe para a água uma definição clara sobre as necessidades diárias. Este facto pode ser parcialmente explicado pelo conjunto altamente sensível de adaptações neurofisiológicas que se fazem sentir com vista a manter a osmolaridade e a hidratação do organismo. Afim de avaliar a quantidade total de água consumida, os voluntários foram questionados sobre a quantidade de água/infusões/chás que consumiam diariamente. Com base num inquérito de frequência alimentar foi possível calcular o valor de 2,5l/dia consumo/conteúdo total de água da dieta da população em estudo. Os dados revelados pelo presente estudo, estão de acordo, com a literatura publicada, justificando o interesse no aprofundamento do tema, de modo a contribuir para o conhecimento sobre a importância da água no contexto dos nossos hábitos alimentares, na fisiologia normal.

Sobre a importância do exercício físico na fisiologia humana

A importância da actividade física é muitas vezes subestimada. A compreensão da fisiologia do exercício e a sua integração em programas de exercício adequados às necessidades de cada indivíduo ajudam a prevenir algumas doenças e facilitam a reabilitação, enquanto promovem a saúde em geral. O exercício físico regular envolve múltiplos benefícios para todas as pessoas, desde que apropriado às suas características. A actividade física melhora o desempenho, o metabolismo e a constituição física, tanto no indivíduo são como na doença (cardiovascular, metabólica, cancro), e permite minimizar ou retardar a perda progressiva de funções relacionadas com o envelhecimento. A inactividade dever ser assim contrariada através da promoção da actividade física quer nos mais jovens quer nos adultos, para que se adoptem estilos de vida saudáveis que minimizem os factores de risco. O presente trabalho visa rever os fundamentos da fisiologia do exercício e chamar a atenção para os pontos fulcrais que devem motivar o combate ao sedentarismo e a procura de mais e melhor qualidade de vida através da actividade física.

Impacto do excesso de peso sobre a fisiologia normal da pele humana in vivo

A obesidade é um problema de saúde pública com prevalência crescente, nomeadamente em Portugal, onde mais de 50% da população é obesa. As consequências fisiopatológicas do peso excessivo têm grande impacto a nível cutâneo. Contudo, existem ainda poucos estudos sobre a fisiologia cutânea, não existindo qualquer estratificação destas alterações em função do peso corporal. O presente estudo pretende contribuir para o estudo das alterações ao nível da hidratação e comportamento biomecânico com o aumento de peso. Este estudo transversal foi efetuado numa amostra de conveniência de 57 voluntárias, do sexo feminino, com idades compreendidas entre os 20 e os 46 (30±8) anos. As voluntárias foram divididas em dois grupos - Grupo I, com IMC entre 19,9 e 24,9 Kg/m2 e Grupo II, entre 25 e 29,9 Kg/m2. Foi efetuada uma única determinação da hidratação superficial, perda transepidérmica de água e comportamento biomecânico da pele (métodos não-invasivos). Os dados obtidos permitem-nos verificar que o aumento de peso influencia positivamente os níveis de hidratação e perda transepidérmica de água e de forma negativa o comportamento biomecânico da pele. Apesar do interesse destes resultados torna-se necessário realizar mais estudos, com maior número de indivíduos, de forma a melhor esclarecer a sua natureza e significado.

Explorando modelos in vivo para caracterizar a microcirculação periférica : um estudo piloto

Nos últimos anos, a circulação cutânea surgiu como uma janela interessante para analisar a função microcirculatória e os mecanismos de disfunção. Tecnologias não-invasivas, incluindo a Fluxometria por Laser Doppler (FLD), gasimetria transcutânea e a Perda Transepidérmica de Água (PTEA), ajudaram a considerar a circulação cutânea como um modelo de translação útil na doença vascular. Neste estudo procurou-se avaliar o perfil de resposta de um grupo de indivíduos jovens saudáveis ​​(n = 8), de ambos os sexos (24,5 ± 0,8 anos de idade) a três manobras de condicionamento da perfusão no membro inferior - A: elevação da perna enquanto sentado, B: elevação da perna enquanto em decúbito dorsal; C: oclusão supra-sistólica com um torniquete. As técnicas de medição incluiram FLD, pressões parciais transcutâneas (tc) pO2 e pCO2 por gasimetria e PTEA por evaporimetria. Foram aplicados testes de estatística descritiva e não paramétrica, sendo adotado um nível de confiança de 95%. As tcpO2 e tcpCO2 alteraram-se significativamente durante as manobras. Foi registado um perfil de evolução recíproca para FLD e PTEA em A e C, o que pode sugerir que, sob as condições experimentais as condições de perfusão local podem influenciar a função epidérmica "barreira". Os modelos propostos parecem ser adequados para caracterizar a microcirculação periférica in vivo, o que justifica estudos de desenvolvimento posteriores.

Lys-gamma3-MSH: a global regulator of hormone sensitive lipase activity?

Gamma-melanocyte stimulating hormone (gamma-MSH) is a peptide derived from the ACTH precursor, pro-opiomelanocortin (POMC), and belongs to a family of peptides called the melanocortins that also comprises alpha- and beta-MSH. Although conserved in tetrapods, the biological role of gamma-MSH remains largely undefined. It has been demonstrated previously that gamma-MSH is involved in the regulating the activity of hormone sensitive lipase (HSL) activity in the adrenal and more recently, in the adipocyte. It has been shown also to have effects on the cardiovascular and renal systems. This short review will provide a brief overview of the role of gamma-MSH in the adrenal and the more recent report that it can also regulate HSL function in the adipocyte. We also present some preliminary data purporting a direct role for Lys-gamma(3)-MSH in the regulation of HSL phosphorylation in the heart. Taken together these data suggest that gamma-MSH peptides might play a more widespread role in lipid and cholesterol utilization.

Failure to regulate: counterproductive recruitment of top-down prefrontal-subcortical circuitry in major depression

Although depressed mood is a normal occurrence in response to adversity in all individuals, what distinguishes those who are vulnerable to major depressive disorder (MDD) is their inability to effectively regulate negative mood when it arises. Investigating the neural underpinnings of adaptive emotion regulation and the extent to which such processes are compromised in MDD may be helpful in understanding the pathophysiology of depression. We report results from a functional magnetic resonance imaging study demonstrating left-lateralized activation in the prefrontal cortex (PFC) when downregulating negative affect in nondepressed individuals, whereas depressed individuals showed bilateral PFC activation. Furthermore, during an effortful affective reappraisal task, nondepressed individuals showed an inverse relationship between activation in left ventrolateral PFC and the amygdala that is mediated by the ventromedial PFC (VMPFC). No such relationship was found for depressed individuals, who instead show a positive association between VMPFC and amygdala. Pupil dilation data suggest that those depressed patients who expend more effort to reappraise negative stimuli are characterized by accentuated activation in the amygdala, insula, and thalamus, whereas nondepressed individuals exhibit the opposite pattern. These findings indicate that a key feature underlying the pathophysiology of major depression is the counterproductive engagement of right prefrontal cortex and the lack of engagement of left lateral-ventromedial prefrontal circuitry important for the downregulation of amygdala responses to negative stimuli.

A Functional Magnetic Resonance Imaging Predictor of Treatment Response to Venlafaxine in Generalized Anxiety Disorder

Background: Functional magnetic resonance imaging (fMRI) holds promise as a noninvasive means of identifying neural responses that can be used to predict treatment response before beginning a drug trial. Imaging paradigms employing facial expressions as presented stimuli have been shown to activate the amygdala and anterior cingulate cortex (ACC). Here, we sought to determine whether pretreatment amygdala and rostral ACC (rACC) reactivity to facial expressions could predict treatment outcomes in patients with generalized anxiety disorder (GAD).Methods: Fifteen subjects (12 female subjects) with GAD participated in an open-label venlafaxine treatment trial. Functional magnetic resonance imaging responses to facial expressions of emotion collected before subjects began treatment were compared with changes in anxiety following 8 weeks of venlafaxine administration. In addition, the magnitude of fMRI responses of subjects with GAD were compared with that of 15 control subjects (12 female subjects) who did not have GAD and did not receive venlafaxine treatment.Results The magnitude of treatment response was predicted by greater pretreatment reactivity to fearful faces in rACC and lesser reactivity in the amygdala. These individual differences in pretreatment rACC and amygdala reactivity within the GAD group were observed despite the fact that 1) the overall magnitude of pretreatment rACC and amygdala reactivity did not differ between subjects with GAD and control subjects and 2) there was no main effect of treatment on rACC-amygdala reactivity in the GAD group.Conclusions: These findings show that this pattern of rACC-amygdala responsivity could prove useful as a predictor of venlafaxine treatment response in patients with GAD.

Urinary 6-Sulphatoxymelatonin Levels Are Depressed in Chronic Migraine and Several Comorbidities

Objective.- To assess urinary 6-sulphatoxymelatonin levels in a large consecutive series of patients with migraine and several comorbidities (chronic fatigue, fibromyalgia, insomnia, anxiety, and depression) as compared with controls. Background.- Urine analysis is widely used as a measure of melatonin secretion, as it is correlated with the nocturnal profile of plasma melatonin secretion. Melatonin has critical functions in human physiology and substantial evidence points to its importance in the regulation of circadian rhythms, sleep, and headache disorders. Methods.- Urine samples were collected into a single plastic container over a 12-hour period from 8:00 pm to 8:00 am of the next day, and 6-sulphatoxymelatonin was measured by quantitative ELISA. All of the patients were given a detailed questionnaire about headaches and additionally answered the following questionnaires: Chalder fatigue questionnaire, Epworth somnolence questionnaire, State-Trait Anxiety Inventory, and the Beck Depression Inventory. Results.- A total of 220 subjects were evaluated - 73 (33%) had episodic migraine, 73 (33%) had chronic migraine, and 74 (34%) were enrolled as control subjects. There was a strong correlation between the concentration of 6-sulphatoxymelatonin detected and chronic migraine. Regarding the comorbidities, this study objectively demonstrates an inverse relationship between 6-sulphatoxymelatonin levels and depression, anxiety, and fatigue. Conclusions.- To our knowledge, this is the first study to evaluate the relationship between the urinary concentration of melatonin and migraine comorbidities. These results support hypothalamic involvement in migraine pathophysiology.

Jumping on the omega-3 bandwagon : distinguishing the role of long-chain and short-chain omega-3 fatty acids

Omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (n-3 LC-PUFA) are almost unanimously recognized for their health benefits, while only limited evidence of any health benefit is currently available specifically for the main precursor of these fatty acids, namely α-linolenic acid (ALA, 18:3n-3). However, both the n-3 LC-PUFA and the short-chain C18 PUFA (i.e., ALA) are commonly referred to as “omega-3” fatty acids, and it is difficult for consumers to recognize this difference. A current gap of many food labelling legislations worldwide allow products containing only ALA and without n-3 LC-PUFA to be marketed as “omega-3 source” and this misleading information can negatively impact the ability of consumers to choose more healthy diets. Within the context of the documented nutritional and health promoting roles of omega-3 fatty acids, we briefly review the different metabolic fates of dietary ALA and n-3 LC-PUFA. We also review food sources rich in n-3 LC-PUFA, some characteristics of LC-PUFA and current industry and regulatory trends. A further objective is to present a case for regulatory bodies to clearly distinguish food products containing only ALA from foods containing n-3 LC-PUFA. Such information, when available, would then avoid misleading information and empower consumers to make a more informed choice in their food purchasing behavior.