Remote ischemic preconditioning-induced late cardioprotection: possible role of melatonin-mitoKATP-H2S signaling pathway

Purpose: Remote ischemic preconditioning (RIPC) confers cardioprotection against ischemia reperfusion (IR) injury. However, the precise mechanisms involved in RIPC-induced cardioprotection are not fully explored. The present study was aimed to identify the role of melatonin in RIPC-induced late cardioprotective effects in rats and to explore the role of H2 S, TNF-α and mitoKATP in melatoninmediated effects in RIPC. Methods: Wistar rats were subjected to RIPC in which hind limb was subjected to four alternate cycles of ischemia and reperfusion of 5 min duration by using a neonatal blood pressure cuff. After 24 h of RIPC or ramelteon-induced pharmacological preconditioning, hearts were isolated and subjected to IR injury on the Langendorff apparatus. Results: RIPC and ramelteon preconditioning protected the hearts from IR injury and it was assessed by a decrease in LDH-1, cTnT and increase in left ventricular developed pressure (LVDP). RIPC increased the melatonin levels (in plasma), H2 S (in heart) and decreased TNF-α levels. The effects of RIPC were abolished in the presence of melatonin receptor blocker (luzindole), ganglionic blocker (hexamethonium) and mitochondrial KATP blocker (5-hydroxydecanoic acid). Conclusion: RIPC produce delayed cardioprotection against IR injury through the activation of neuronal pathway, which may increase the plasma melatonin levels to activate the cardioprotective signaling pathway involving the opening of mitochondrial KATP channels, decrease in TNF-α production and increase in H2 S levels. Ramelteon-induced pharmacological preconditioning may also activate the cardioprotective signaling pathway involving the opening of mitochondrial KATP channels, decrease in TNF-α production and increase in H2 S levels.

Efeitos da melatonina exógena na viabilidade embrionária e no ambiente uterino de ovelhas / Effects of exogenous melatonin on embryo viability and uterine environment of ewes

O objetivo deste artigo é revisar o efeito da melatonina na viabilidade embrionária e ambiente uterino em ovinos, tanto in vivo quanto in vitro, considerando as vias pelas quais esse hormônio pode ter influência no embrião ou o mecanismo de reconhecimento materno e estabelecimento de gravidez em ovelhas.(AU)

The aim of this article is to review the effect of melatonin on embryo viability and uterine environment in sheep, both in vivo and in vitro, considering the pathways by which this hormone could have influences at the embryo or the mechanism of maternal recognition and establishment of pregnancy in sheep.(AU)

Use of melatonin as an inhibitor of apoptotic process for cryopreservation of zebrafish (Danio rerio) embryos / Uso da melatonina como inibidor do processo apoptotico para a criopreservação de embriões de zebrafish (Danio rerio)

This study investigated the use of melatonin to arrest the effects of apoptosis in vitrified zebrafish (D. rerio) embryos. Dechorionated embryos at 22-24 somite-stage were divided (n = 60/treatment) into a non-vitrified (Control Group, 0 M melatonin) and vitrified treatments with 0 M (T1), 1 µM (T2) and 1 mM of melatonin (T3). For vitrified treatments, a solution methanol/propylene glycol based was used and the embryos stored in -196 °C for a week. After thaw, survival rate, scanning electron microscopy, expression of anti (bcl-2) and pro-apoptotic (bax/caspase-3) genes, reactive oxygen species (ROS) formation and DNA fragmentation analyses were performed. No live embryos were obtained from vitrified treatments, observing a rapid degeneration immediately after thawing, with the vitelline layer rupture and leakage of its content, followed by breakdown of epithelial cells and melanisation of the tissue. Regarding the apoptotic process, T3 had the highest relative gene expression, for the three genes (P < 0.05) furthermore, T2 had similar expression of pro-apoptotic genes to CG (P < 0.05). ROS formation revealed that CG presented lower percentage of embryo surface area affected (3.80 ± 0.40%) (P < 0.05), in contrast, no differences were found among the other groups. T1 was most significantly (P < 0.05) damaged by DNA fragmentation. The vitrified groups with melatonin had similar damage levels of CG (P > 0.05). The inclusion of 1 µM of melatonin in the vitrifying solution, countered the effects of apoptotic process in post-thaw embryos, suggesting its utility in cryopreserving fish embryos.

Este estudo investigou o uso da melatonina para conter os efeitos da apoptose em embriões vitrificados de zebrafish (D. rerio). Embriões descorionados no estágio de 22-24 somitos foram divididos (n = 60 / tratamento) em tratamento não vitrificado (Grupo Controle, melatonina 0 M) e tratamentos vitrificados com 0 M (T1), 1 µM (T2) e 1 mM de melatonina (T3). Para os tratamentos vitrificados, utilizou-se uma solução à base de metanol/propilenoglicol e os embriões foram armazenados em -196 °C por uma semana. Após o descongelamento, foram realizadas análises de taxa de sobrevivência, microscopia eletrônica de varredura, expressão dos genes anti (bcl-2) e pró-apoptóticos (bax/caspase-3), formação de espécies reativas de oxigênio (EROS) e análises de fragmentação de DNA. Não foram obtidos embriões vivos a partir dos tratamentos vitrificados, observando uma rápida degeneração imediatamente após o descongelamento, com ruptura da camada vitelina e vazamento de seu conteúdo, seguida de quebra das células epiteliais e melanização do tecido. Em relação ao processo apoptótico. T3 apresentou expressão gênica relativa alta para os três genes (P <0,05), além disso, T2 apresentou expressão semelhante as dos genes pró-apoptóticos de GC (P <0,05). A formação de EROS revelou que GC apresentou menor percentual de área de superfície embrionária afetada (3,80 ± 0,40%) (P <0,05), ao contrário, não foram encontradas diferenças entre os outros grupos. T1 foi mais significativamente (P <0,05) danificado pela fragmentação do DNA. Os grupos vitrificados com melatonina apresentaram níveis de dano semelhantes ao do GC (P> 0,05). A inclusão de 1 µM de melatonina na solução de vitrificação, contrariou os efeitos do processo apoptótico em embriões pós-descongelamento, sugerindo sua utilidade na criopreservação de embriões de peixes.

Assessment of melatonin-alpha adrenergic receptor complexes by molecular docking analysis / Avaliação dos complexos melatonina-receptores alfa-adrenérgicos por análises de docagem molecular

The pineal melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is a molecule associated in a way or another with probably all physiological systems, aiming to fulfil its functional integrative roles in central nervous system activity, sleep and wakefulness cycles, energy metabolism and thermoregulation, immune, reproductive, endocrine, cardiovascular, respiratory and excretory systems. Within this context, the present study aimed to assess in silico the formation of complexes between ligand melatonin and other potential receptor proteins by molecular docking analyses. The main steps established in this experimental procedure were: a) search and selection of the 3D structure of the melatonin from DrugBank; b) search and selection of 3D structures of other target receptor proteins using STRING, protein BLAST and database PDB; and c) formation of the complexes between melatonin and receptors selected using AutoDock4.0 server by molecular docking analyses. High reliability score and significant similarity were only identified between type 1B melatonin and alpha-2A adrenergic receptor. Thus, molecular docking assays were carried out using ligand melatonin and crystallographic structures of the alpha-2A adrenergic receptor coupled to an antagonist (ID PDB 6kux) and a partial agonist (ID PDB 6kuy) available in the database PDB. Binding energy values of -6.79 and -6.98 kcal/mol and structural stability by non-covalent intermolecular interactions were predicted during the formation of complexes between melatonin and alpha-2A adrenergic receptor 6kux and 6kuy, respectively. In this way, the findings described in current study may indicate strong interactions between melatonin and adrenoceptors, suggesting its possible partial agonist effect on the activation of the alfa-2A adrenergic receptor.(AU)

A melatonina pineal (N-acetil-5-metoxitriptamina) é uma molécula associada de um modo ou outro com provavelmente todos os sistemas fisiológicos, visando cumprir seus papéis funcionais integradores na atividade do sistema nervoso central, ciclos de sono e vigília, metabolismo energético e termorregulação, sistemas imunológico, reprodutivo, endócrino, cardiovascular, respiratório e excretor. Assim, o presente estudo objetivou avaliar in silico a formação de complexos entre o ligante melatonina e outras proteínas potenciais receptoras por meio de análises de docagem molecular. As principais etapas estabelecidas neste procedimento experimental foram: a) busca e seleção da estrutura 3D da melatonina a partir do banco de dados DrugBank; b) busca e seleção de estruturas 3D de outras proteínas receptoras-alvo utilizando STRING, proteína BLAST e o banco de dados PDB; e c) avaliação da formação dos complexos entre melatonina e receptores selecionados a partir do servidor AutoDock4.0 para análises de docagem molecular. Alto escore de confiabilidade e similaridade significativa foram identificados apenas entre a melatonina do tipo 1B e o receptor alfa-2A adrenérgico. Valores de energia de ligação de -6,79 e -6,98 kcal/mol e estabilidade estrutural pela presença de interações intermoleculares não covalentes foram preditos durante a formação de complexos entre o ligante melatonina e os receptores adrenérgico alfa-2A 6kux e 6kuy, respectivamente. Dessa forma, os achados descritos no presente estudo podem indicar fortes interações entre melatonina e adrenoceptores, sugerindo seu possível efeito agonista parcial na ativação do receptor alfa-2A adrenérgico.(AU)

Protective effects of melatonin in cisplatin-induced cardiac toxicity: possible role of BDNF-TNF-α signaling pathway

Purpose: The present study explored the role of melatonin in cisplatin-induced cardiac injury along with the possible role of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in melatonin-mediated effects. Methods: Wistar rats were administered cisplatin (10 mg/kg), and cardiac injury was assessed by measuring the levels of cardiac troponin (cTnT) and lactate dehydrogenase (LDH-1).The extent of apoptosis was measured by measuring caspase-3 (pro-apoptotic) and Bcl-2 (anti-apoptotic) in hearts. The levels of BDNF, tumour necrosis factor α (TNF-α) and reduced glutathione were measured in heart. Melatonin (5 and 10 mg/kg) was administered for 15 days, and the role of BDNF was identified by co-administering BDNF inhibitor, ANA-12 (0.25 and 0.5 mg/kg). Results: Melatonin attenuated cTnT and LDH-1 levels along with reduction in caspase-3 and increase in Bcl-2. It also increased cisplatin-induced decrease in BDNF, increase in TNF-α and decrease in reduced glutathione levels. Moreover, ANA-12 abolished the cardioprotective effects, anti-inflammatory and antioxidant effects of melatonin suggesting the role of BDNF in melatonin-mediated effects in cisplatin-induced cardiac injury. Conclusions: Melatonin is useful in cisplatin-induced cardiac injury, which may be due to an increase in BDNF, decrease in inflammation and increase in antioxidant activities.

Modulação farmacológica da melatonina na resistência a drogas em neoplasia mamária canina / Modulación farmacológica de melatonina sobre la resistencia a drogas en la neoplasia mamaria canina / Pharmacological modulation of melatonin on drug resistance in canine mammary neoplasia

El cáncer mamario es una enfermedad de frecuente presentación en perras. Dentro de la masa tumoral, hay una subpoblación de células neoplásicas con características de troncalidad (CSCs), que forman estructuras esferoides que crecen libres de anclaje (esferas), y resisten quimioterapia, explicando en parte la recurrencia de algunos cánceres. Melatonina ha mostrado efectos antitumorales sobre células tumorales mamarias; sin embargo, sus efectos han sido poco estudiados en CSCs mamarias caninas. Células CF41.Mg y REM 134 se cultivaron bajo condiciones standard. Esferas derivadas de estas células se cultivaron en placas de ultra baja adherencia, en ausencia de suero fetal bovino y conteniendo diferentes factores de crecimiento. Esferas de ambas líneas celulares mostraron quimioresistencia. Melatonina indujo un efecto antiproliferativo solo en CSC-CF41.Mg, siendo este efecto de mayor magnitud que en células parentales no troncales, sin embargo, no indujo un efecto aditivo con doxorrubicina y mitoxantrona. La invasión celular se redujo en respuesta a concentraciones no citotóxicas de la hormona. Además, resultados preliminares muestran que melatonina no modula la expresión génica de MDR1, molécula clave en el fenómeno de resistencia a drogas. Estos resultados indican que melatonina modula la actividad proliferativa e invasiva de CSCs, efecto que es dependiente del tipo celular.(AU)

O câncer de mama é uma doença comum em cadelas. Dentro da massa tumoral existe uma subpopulação de células neoplásicas com características de tronco (CSCs), que formam estruturas esferóides que crescem livres de ancoragem (esferas) e resistem à quimioterapia, explicando em parte a recorrência de alguns cânceres. A melatonina mostrou efeitos antitumorais em células tumorais mamárias; entretanto, seus efeitos têm sido pouco estudados em CSCs mamárias caninas. As células CF41.Mg e REM 134 foram cultivadas sob condições padrão. Esferas derivadas dessas células foram cultivadas em placas de ultra baixa aderência, na ausência de soro fetal bovino e contendo diferentes fatores de crescimento. As pérolas de ambas as linhas celulares mostraram quimiorresistência. A melatonina induziu um efeito antiproliferativo apenas em CSC-CF41.Mg, sendo este efeito maior do que em células não-tronco parentais, no entanto, não induziu efeito aditivo com doxorrubicina e mitoxantrona. A invasão celular foi reduzida em resposta às concentrações não citotóxicas do hormônio. Além disso, resultados preliminares mostram que a melatonina não modula a expressão gênica de MDR1, uma molécula chave no fenômeno de resistência a drogas. Esses resultados indicam que a melatonina modula a atividade proliferativa e invasiva das CSCs, um efeito que é dependente do tipo celular.(AU)

Morphological study of the pineal gland of Alouatta belzebul / Estudo morfológico da glândula pineal de Alouatta belzebul

The pineal is a neuroendocrine gland responsible for the synthesis and release of melatonin. It is present in the brain of vertebrates, but its morphology and location vary considerably among species. For the species Alouatta belzebul, although some anatomical aspects of the nervous system have been described, there is no information on the morphology and histological composition of this gland. Thus, the present study aimed to describe the morphological, morphometric, and histological aspects of the pineal of Alouatta belzebul. Seven adult specimens were dissected from which the location of the gland in relation to the surrounding brain structures was described, and its length and width were measured. Histological slides were then prepared and stained using hematoxylin-eosin and PAS techniques. It was observed that the pineal of Alouatta belzebul is located superior and cranial to the cerebellum, superior to the superior colliculi and below the splenium of the corpus callosum and was classified as sub-callosal. It had an average length of 2.6mm and an average width of 1.14mm. Histologically the gland is composed of irregular strands of pinealocytes and gliocytes. The pinealocytes showed pigments similar to melanin.

A pineal é uma glândula neuroendócrina responsável pela síntese e liberação de melatonina. Está presente no encéfalo dos vertebrados, mas sua morfologia e localização variam consideravelmente entre as espécies. Para a espécie Alouatta belzebul, apesar de terem sido descritos alguns aspectos anatômicos do sistema nervoso, não há informações sobre a morfologia e composição histológica desta glândula. Assim, o presente estudo teve como objetivo descrever os aspectos morfológicos, morfométricos e histológicos da pineal de Alouatta belzebul. Foram dissecados sete encéfalos de espécimes adultos dos quais se descreveu a localização da glândula em relação às estruturas encefálicas circunvizinhas e foram realizadas medidas de comprimento e largura da mesma. Em seguida foram preparadas lâminas histológicas e coradas pelas técnicas de hematoxilina-eosina e PAS. Observou-se que a pineal de Alouatta belzebul localiza-se superior e cranialmente ao cerebelo, superior aos colículos superiores e abaixo do esplênio do corpo caloso e foi classificada como subcalosa. Apresentou comprimento médio de 2,6mm e largura média de 1,14mm. Histologicamente a glândula é composta por cordões irregulares de pinealócitos e gliócitos. Os pinealócitos apresentaram pigmentos semelhante à melanina.

Effects of melatonin on testicular function in adult male mice under different photoperiods

Photoperiod is an important environmental factor affecting animal physiological function. Melatonin is an endogenous hormone that plays an important role in circadian and seasonal (or cyclical) rhythms and seasonal reproduction in mammals. To investigate the effects of melatonin on the reproductive performance of adult male mice under different photoperiods, sixty mice were randomly allotted to six groups: control (Light Dark, 12 L:12 D), control plus melatonin (MLD, 12 L:12 D), 24-hour continuous light (LL, 24 L:0 D), 24-hour continuous light plus melatonin (MLL 24 L:0 D), constant darkness (DD, 0 L:24 D), and constant darkness plus melatonin (MDD, 0 L:24 D). Normal saline (100 µL) was injected into the LD, LL, and DD groups at noon each day; the MLD, MLL, and MDD groups were injected with melatonin (1 mg/mL; 2 mg/kg·body weigh). After 24 hours of prolonged light exposure, testis morphology decreased, convoluted seminiferous tubules became sparse, the diameter of convoluted seminiferous tubules decreased, and the level of sex hormones decreased. After the administration of exogenous melatonin, testicular morphology and sex hormone levels decreased in the MLD group under normal light conditions. In the MLL group, the testicular tissue morphology returned to normal, the diameter of convoluted tubules increased, the hormone levels of LH (Luteinizing hormone) and MTL (melatonin) significantly increased (P<0.05), and th0e gene expressions of LHß and Mtnr1A (Melatonin receptors 1A) increased. There was almost no difference in the MDD group under continuous darkness. In conclusion, melatonin can damage the reproductive performance of male mice under normal light conditions, while exogenous melatonin can alleviate and protect the testicular injury of male mice under continuous light conditions.(AU)

Use of melatonin as an inhibitor of apoptotic process for cryopreservation of zebrafish (Danio rerio) embryos / Uso da melatonina como inibidor do processo apoptotico para a criopreservação de embriões de zebrafish (Danio rerio)

This study investigated the use of melatonin to arrest the effects of apoptosis in vitrified zebrafish (D. rerio) embryos. Dechorionated embryos at 22-24 somite-stage were divided (n = 60/treatment) into a non-vitrified (Control Group, 0 M melatonin) and vitrified treatments with 0 M (T1), 1 µM (T2) and 1 mM of melatonin (T3). For vitrified treatments, a solution methanol/propylene glycol based was used and the embryos stored in -196 °C for a week. After thaw, survival rate, scanning electron microscopy, expression of anti (bcl-2) and pro-apoptotic (bax/caspase-3) genes, reactive oxygen species (ROS) formation and DNA fragmentation analyses were performed. No live embryos were obtained from vitrified treatments, observing a rapid degeneration immediately after thawing, with the vitelline layer rupture and leakage of its content, followed by breakdown of epithelial cells and melanisation of the tissue. Regarding the apoptotic process, T3 had the highest relative gene expression, for the three genes (P 0.05). The inclusion of 1 µM of melatonin in the vitrifying solution, countered the effects of apoptotic process in post-thaw embryos, suggesting its utility in cryopreserving fish embryos.

Este estudo investigou o uso da melatonina para conter os efeitos da apoptose em embriões vitrificados de zebrafish (D. rerio). Embriões descorionados no estágio de 22-24 somitos foram divididos (n = 60 / tratamento) em tratamento não vitrificado (Grupo Controle, melatonina 0 M) e tratamentos vitrificados com 0 M (T1), 1 µM (T2) e 1 mM de melatonina (T3). Para os tratamentos vitrificados, utilizou-se uma solução à base de metanol/propilenoglicol e os embriões foram armazenados em -196 °C por uma semana. Após o descongelamento, foram realizadas análises de taxa de sobrevivência, microscopia eletrônica de varredura, expressão dos genes anti (bcl-2) e pró-apoptóticos (bax/caspase-3), formação de espécies reativas de oxigênio (EROS) e análises de fragmentação de DNA. Não foram obtidos embriões vivos a partir dos tratamentos vitrificados, observando uma rápida degeneração imediatamente após o descongelamento, com ruptura da camada vitelina e vazamento de seu conteúdo, seguida de quebra das células epiteliais e melanização do tecido. Em relação ao processo apoptótico. T3 apresentou expressão gênica relativa alta para os três genes (P 0,05). A inclusão de 1 µM de melatonina na solução de vitrificação, contrariou os efeitos do processo apoptótico em embriões pós-descongelamento, sugerindo sua utilidade na criopreservação de embriões de peixes.

Use of melatonin as an inhibitor of apoptotic process for cryopreservation of zebrafish (Danio rerio) embryos / Uso da melatonina como inibidor do processo apoptotico para a criopreservação de embriões de zebrafish (Danio rerio)

This study investigated the use of melatonin to arrest the effects of apoptosis in vitrified zebrafish (D. rerio) embryos. Dechorionated embryos at 22-24 somite-stage were divided (n = 60/treatment) into a non-vitrified (Control Group, 0 M melatonin) and vitrified treatments with 0 M (T1), 1 µM (T2) and 1 mM of melatonin (T3). For vitrified treatments, a solution methanol/propylene glycol based was used and the embryos stored in -196 °C for a week. After thaw, survival rate, scanning electron microscopy, expression of anti (bcl-2) and pro-apoptotic (bax/caspase-3) genes, reactive oxygen species (ROS) formation and DNA fragmentation analyses were performed. No live embryos were obtained from vitrified treatments, observing a rapid degeneration immediately after thawing, with the vitelline layer rupture and leakage of its content, followed by breakdown of epithelial cells and melanisation of the tissue. Regarding the apoptotic process, T3 had the highest relative gene expression, for the three genes (P < 0.05) furthermore, T2 had similar expression of pro-apoptotic genes to CG (P < 0.05). ROS formation revealed that CG presented lower percentage of embryo surface area affected (3.80 ± 0.40%) (P < 0.05), in contrast, no differences were found among the other groups. T1 was most significantly (P < 0.05) damaged by DNA fragmentation. The vitrified groups with melatonin had similar damage levels of CG (P > 0.05). The inclusion of 1 µM of melatonin in the vitrifying solution, countered the effects of apoptotic process in post-thaw embryos, suggesting its utility in cryopreserving fish embryos.(AU)

Este estudo investigou o uso da melatonina para conter os efeitos da apoptose em embriões vitrificados de zebrafish (D. rerio). Embriões descorionados no estágio de 22-24 somitos foram divididos (n = 60 / tratamento) em tratamento não vitrificado (Grupo Controle, melatonina 0 M) e tratamentos vitrificados com 0 M (T1), 1 µM (T2) e 1 mM de melatonina (T3). Para os tratamentos vitrificados, utilizou-se uma solução à base de metanol/propilenoglicol e os embriões foram armazenados em -196 °C por uma semana. Após o descongelamento, foram realizadas análises de taxa de sobrevivência, microscopia eletrônica de varredura, expressão dos genes anti (bcl-2) e pró-apoptóticos (bax/caspase-3), formação de espécies reativas de oxigênio (EROS) e análises de fragmentação de DNA. Não foram obtidos embriões vivos a partir dos tratamentos vitrificados, observando uma rápida degeneração imediatamente após o descongelamento, com ruptura da camada vitelina e vazamento de seu conteúdo, seguida de quebra das células epiteliais e melanização do tecido. Em relação ao processo apoptótico. T3 apresentou expressão gênica relativa alta para os três genes (P <0,05), além disso, T2 apresentou expressão semelhante as dos genes pró-apoptóticos de GC (P <0,05). A formação de EROS revelou que GC apresentou menor percentual de área de superfície embrionária afetada (3,80 ± 0,40%) (P <0,05), ao contrário, não foram encontradas diferenças entre os outros grupos. T1 foi mais significativamente (P <0,05) danificado pela fragmentação do DNA. Os grupos vitrificados com melatonina apresentaram níveis de dano semelhantes ao do GC (P> 0,05). A inclusão de 1 µM de melatonina na solução de vitrificação, contrariou os efeitos do processo apoptótico em embriões pós-descongelamento, sugerindo sua utilidade na criopreservação de embriões de peixes.(AU)

Meta-analysis of melatonin treatment and porcine somatic cell nuclear transfer embryo development

Porcine somatic cell nuclear transfer (SCNT) plays an important role in many areas of research. However, the low efficiency of SCNT in porcine embryos limits its applications. Porcine embryos contain high concentrations of lipid, which makes them vulnerable to oxidative stress. Some studies have used melatonin to reduce reactive oxygen species damage. At present there are many reports concerning the effect of exogenous melatonin on porcine SCNT. Some studies suggest that the addition of melatonin can increase the number of blastocyst cells, while others indicate that melatonin can reduce the number of blastocyst cells. Therefore, a meta-analysis was carried out to resolve the contradiction. In this study, a total of 63 articles from the past 30 years were analyzed, and six papers were finally selected. Through the analysis, it was found that the blastocyst rate was increased by adding exogenous melatonin. Melatonin had no effect on cleavage rate or the number of blastocyst cells, but did decrease the number of apoptotic cells. This result is crucial for future research on embryo implantation.(AU)

Use of melatonin in the in vitro production of bovine embryos / Uso da melatonina na produção in vitro de embriões bovinos

We aimed to assess the effects of melatonin in the in vitro production of bovine embryos. Our experiment was conducted at the Laboratório de Reprodução Animal of the Universidade Estadual do Maranhão. The cumulus-oocyte complexes (COCs) were distributed among treatments at concentrations of 0, 10-1, 10-3 and 10-5 µMol/L melatonin. Our experiment was further divided into two: the first was to assess the effect of different concentrations of melatonin (treatments) on the maturation rate of COCs, and the second was to assess the effects of melatonin treatments on the in vitro production of bovine embryos. The results from the first experiment demonstrated no significant difference between the in vitro maturation rate of the cultivated COCs in treatments with melatonin. In the second experiment, however, melatonin treatments yielded statistically higher cleavage, morula and blastocyst rates in the 10-5 µM group (52.9%, 52.9%, and 35.3%, respectively), and lower rates in the 10-1 µM group (19.5%, 19.5% and 7.8%, respectively), compared to the others. The control group (no melatonin) and the 10-3 µM group showed similar results. We concluded that supplementation of melatonin in the in vitro maturation medium resulted in no improvement in the oocyte maturation rate, but in the in vitro production of embryos at different concentrations, the 10-5 µM group displayed better results, but with no improvement in the variables (P < 0.05).(AU)

Objetivou-se avaliar os efeitos da melatonina na produção in vitro de embriões bovinos. O experimento foi conduzido no Laboratório de Reprodução Animal da Universidade Estadual do Maranhão. Os complexos cumulus-oócitos (CCOs) foram distribuídos entre os tratamentos 0, 10-1, 10-3 e 10-5 µmol/L de melatonina. A avaliação foi dividida em dois experimentos, onde o primeiro avaliou o efeito dessas diferentes concentrações de melatonina (tratamentos) sobre a taxa de maturação dos CCOs e o segundo, o efeito desses tratamentos com melatonina sobre a produção in vitro de embriões bovinos. Os resultados no primeiro experimento demonstraram não haver diferença significativa na taxa de maturação in vitro dos CCOs cultivados no tratamento com melatonina. No entanto, o tratamento com melatonina no segundo experimento, as taxas de clivagens, mórulas e blastocistos, o grupo 10-5 µM foi estatisticamente superior (52,9%, 52,9% e 35,3%, respectivamente) e o grupo 10-1 µM inferior (19,5%, 19,5% e 7,8%, respectivamente) aos outros grupos. O grupo controle (sem melatonina) e o grupo 10-3 µM obtiveram resultados semelhantes. Concluiu-se que a suplementação da melatonina no meio de maturação in vitro não evidenciou melhoras na taxa de maturação dos oócitos, porém na produção in vitro de embriões em diferentes concentrações, o grupo 10-5 µM apresentou melhores resultados mesmo não havendo melhorias nas variáveis (P<0,05).(AU)

Use of melatonin in the in vitro production of bovine embryos / Uso da melatonina na produção in vitro de embriões bovinos

We aimed to assess the effects of melatonin in the in vitro production of bovine embryos. Our experiment was conducted at the Laboratório de Reprodução Animal of the Universidade Estadual do Maranhão. The cumulus-oocyte complexes (COCs) were distributed among treatments at concentrations of 0, 10-1, 10-3 and 10-5 µMol/L melatonin. Our experiment was further divided into two: the first was to assess the effect of different concentrations of melatonin (treatments) on the maturation rate of COCs, and the second was to assess the effects of melatonin treatments on the in vitro production of bovine embryos. The results from the first experiment demonstrated no significant difference between the in vitro maturation rate of the cultivated COCs in treatments with melatonin. In the second experiment, however, melatonin treatments yielded statistically higher cleavage, morula and blastocyst rates in the 10-5 µM group (52.9%, 52.9%, and 35.3%, respectively), and lower rates in the 10-1 µM group (19.5%, 19.5% and 7.8%, respectively), compared to the others. The control group (no melatonin) and the 10-3 µM group showed similar results. We concluded that supplementation of melatonin in the in vitro maturation medium resulted in no improvement in the oocyte maturation rate, but in the in vitro production of embryos at different concentrations, the 10-5 µM group displayed better results, but with no improvement in the variables (P < 0.05).

Objetivou-se avaliar os efeitos da melatonina na produção in vitro de embriões bovinos. O experimento foi conduzido no Laboratório de Reprodução Animal da Universidade Estadual do Maranhão. Os complexos cumulus-oócitos (CCOs) foram distribuídos entre os tratamentos 0, 10-1, 10-3 e 10-5 µmol/L de melatonina. A avaliação foi dividida em dois experimentos, onde o primeiro avaliou o efeito dessas diferentes concentrações de melatonina (tratamentos) sobre a taxa de maturação dos CCOs e o segundo, o efeito desses tratamentos com melatonina sobre a produção in vitro de embriões bovinos. Os resultados no primeiro experimento demonstraram não haver diferença significativa na taxa de maturação in vitro dos CCOs cultivados no tratamento com melatonina. No entanto, o tratamento com melatonina no segundo experimento, as taxas de clivagens, mórulas e blastocistos, o grupo 10-5 µM foi estatisticamente superior (52,9%, 52,9% e 35,3%, respectivamente) e o grupo 10-1 µM inferior (19,5%, 19,5% e 7,8%, respectivamente) aos outros grupos. O grupo controle (sem melatonina) e o grupo 10-3 µM obtiveram resultados semelhantes. Concluiu-se que a suplementação da melatonina no meio de maturação in vitro não evidenciou melhoras na taxa de maturação dos oócitos, porém na produção in vitro de embriões em diferentes concentrações, o grupo 10-5 µM apresentou melhores resultados mesmo não havendo melhorias nas variáveis (P<0,05).

Histomorphometric and immunohistochemical evaluation of the frontal cerebral cortex in diabetic rats after treatment with melatonin / Avaliação histomorfométrica e imuno-histoquímica do córtex cerebral frontal em ratos diabéticos após o tratamento com melatonina

The central nervous system is vulnerable to complications caused by diabetes. These complications lead to increased oxidative stress in the brain, resulting in damage to the cerebral cortex, among other regions. Insulin and hypoglycemic agents are still the most widely used treatments. However, current research with an experimental model of diabetes suggests the use of antioxidants, such as melatonin. Thus, we tested the hypothesis that exogenous melatonin may decrease or prevent the effects of diabetes in the frontal cortex of the rat brain. Fifty albino rats were allocated into five groups: GC = rats without diabetes induction, GD = diabetic rats induced by streptozotocin, GDM = streptozotocin-induced and melatonin-treated diabetic rats, GDI = diabetic rats induced by streptozotocin and treated with insulin, GDMI = diabetic rats induced by streptozotocin and treated with melatonin and insulin simultaneously. Diabetes was induced by intraperitoneal administration of streptozotocin (60mg/kg). Insulin (5U/day) was administered subcutaneously and melatonin (10mg/kg) by drinking water; both treatments last days after. We analyzed animals' weight, the cytokines IL-6 and TNF-α, apoptosis, glycogen, and did morphometry and histopathology of the frontal cortex were analyzed. The results showed that the cerebral cortex of the diabetic animals presented axonal degeneration, reduced number of neurons in the cortex, reduced glycogen, increased IL-6 and TNF-α expression, high apoptotic index, and reduced animal weight and the brain. Treatment with melatonin associated or not with insulin prevented such effects. Thus, we conclude that melatonin associated with insulin may be an alternative for avoiding the impact of diabetes in the brain's frontal cortex.(AU)

O sistema nervoso central é vulnerável a complicações originadas pelo diabetes estresse oxidativo no cérebro e resultando em lesões no córtex cerebral, dentre outras regiões. A insulina e hipoglicemiantes ainda são os tratamentos mais utilizados, entretanto, pesquisas atuais com modelo experimental do diabetes sugerem a utilização de antioxidantes como, por exemplo, a melatonina. Assim, testamos a hipótese de que a melatonina exógena pode diminuir ou prevenir os efeitos do diabetes no córtex frontal do cérebro de ratos. Foram utilizados 50 ratos albinos, divididos em 5 grupos: GC = ratos sem indução ao diabetes, GD = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina, GDM = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina e tratados com melatonina, GDI = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina e tratados com insulina, GDMI = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina e tratados com melatonina e insulina simultaneamente. O diabetes foi induzido pela administração intraperitoneal de estreptozotocina (60mg/kg). A insulina (5U/dia) foi administrada por via subcutânea e a melatonina (10mg/kg) pela água de beber. Ambos tratamentos foram realizados durante 30 dias após a indução. Foram analisados o peso dos animais, do cerebro, as citocinas IL-6 e TNF-α, apoptose, glicogênio, além da morfometria e histopatologia do córtex frontal. Os resultados mostraram que o córtex cerebral dos animais diabéticos apresentou degeneração axonal, redução do número de neurônios no córtex, redução do glicogênio, aumento da expressão do IL-6 e TNF-α, elevação do índice apoptótico, além da redução do peso dos animais e do cérebro. O tratamento com melatonina associada ou não a insulina preveniu tais efeitos. Assim, concluímos que a melatonina associada ou não a insulina pode ser uma alternativa na prevenção dos efeitos do diabetes no córtex frontal do cérebro.(AU)

Histomorphometric and immunohistochemical evaluation of the frontal cerebral cortex in diabetic rats after treatment with melatonin / Avaliação histomorfométrica e imuno-histoquímica do córtex cerebral frontal em ratos diabéticos após o tratamento com melatonina

The central nervous system is vulnerable to complications caused by diabetes. These complications lead to increased oxidative stress in the brain, resulting in damage to the cerebral cortex, among other regions. Insulin and hypoglycemic agents are still the most widely used treatments. However, current research with an experimental model of diabetes suggests the use of antioxidants, such as melatonin. Thus, we tested the hypothesis that exogenous melatonin may decrease or prevent the effects of diabetes in the frontal cortex of the rat brain. Fifty albino rats were allocated into five groups: GC = rats without diabetes induction, GD = diabetic rats induced by streptozotocin, GDM = streptozotocin-induced and melatonin-treated diabetic rats, GDI = diabetic rats induced by streptozotocin and treated with insulin, GDMI = diabetic rats induced by streptozotocin and treated with melatonin and insulin simultaneously. Diabetes was induced by intraperitoneal administration of streptozotocin (60mg/kg). Insulin (5U/day) was administered subcutaneously and melatonin (10mg/kg) by drinking water; both treatments last days after. We analyzed animals' weight, the cytokines IL-6 and TNF-α, apoptosis, glycogen, and did morphometry and histopathology of the frontal cortex were analyzed. The results showed that the cerebral cortex of the diabetic animals presented axonal degeneration, reduced number of neurons in the cortex, reduced glycogen, increased IL-6 and TNF-α expression, high apoptotic index, and reduced animal weight and the brain. Treatment with melatonin associated or not with insulin prevented such effects. Thus, we conclude that melatonin associated with insulin may be an alternative for avoiding the impact of diabetes in the brain's frontal cortex.(AU)

O sistema nervoso central é vulnerável a complicações originadas pelo diabetes estresse oxidativo no cérebro e resultando em lesões no córtex cerebral, dentre outras regiões. A insulina e hipoglicemiantes ainda são os tratamentos mais utilizados, entretanto, pesquisas atuais com modelo experimental do diabetes sugerem a utilização de antioxidantes como, por exemplo, a melatonina. Assim, testamos a hipótese de que a melatonina exógena pode diminuir ou prevenir os efeitos do diabetes no córtex frontal do cérebro de ratos. Foram utilizados 50 ratos albinos, divididos em 5 grupos: GC = ratos sem indução ao diabetes, GD = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina, GDM = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina e tratados com melatonina, GDI = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina e tratados com insulina, GDMI = ratos induzidos ao diabetes pela estreptozotocina e tratados com melatonina e insulina simultaneamente. O diabetes foi induzido pela administração intraperitoneal de estreptozotocina (60mg/kg). A insulina (5U/dia) foi administrada por via subcutânea e a melatonina (10mg/kg) pela água de beber. Ambos tratamentos foram realizados durante 30 dias após a indução. Foram analisados o peso dos animais, do cerebro, as citocinas IL-6 e TNF-α, apoptose, glicogênio, além da morfometria e histopatologia do córtex frontal. Os resultados mostraram que o córtex cerebral dos animais diabéticos apresentou degeneração axonal, redução do número de neurônios no córtex, redução do glicogênio, aumento da expressão do IL-6 e TNF-α, elevação do índice apoptótico, além da redução do peso dos animais e do cérebro. O tratamento com melatonina associada ou não a insulina preveniu tais efeitos. Assim, concluímos que a melatonina associada ou não a insulina pode ser uma alternativa na prevenção dos efeitos do diabetes no córtex frontal do cérebro.(AU)

Avaliação dos efeitos da melatonina sobre a produção de embriões bovinos obtidos por fecundação in vitro e transferência nuclear de células somáticas / Evaluation of melatonin effects on the production of bovine embryos obtained by in vitro fertilization and somatic cell nuclear transfer

Na reprodução assistida, o estresse oxidativo pode provocar efeitos deletérios sobre as taxas de produção de embriões. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da suplementação com o antioxidante melatonina (MEL) sobre a produção de embriões bovinos obtidos por fecundação in vitro(FIV) e transferência nuclear de células somáticas (TNCS). Os resultados mostraram que a MEL (10-7 M) no meio de maturação ou de cultivo embrionário in vitro não afetou a taxa de clivagem ou de produção de blastocistos na FIV ou na TNCS, e também não afetou a prenhez, a taxa de nascimento ou o peso dos bezerros na TNCS. O tratamento das células doadoras de núcleo com MEL (10-9M) também não levou a um aumento na produção de embriões, prenhez ou taxa de nascimento na TNCS. Assim, conclui-se que a MEL não foi capaz de aumentar a eficiência da reprodução assistida bovina, nas condições experimentais utilizadas.(AU)

n assisted reproduction, oxidative stress can cause deleterious effects on embryo production rates. The aim of the present study was to evaluate the effect of melatonin supplementation (MEL) on the production of bovine embryos obtained by in vitro fertilization (IVF) and somatic cell nuclear transfer (SCNT). The findings of this work demonstrated that melatonin enrichment (10-7 M) of the in vitro maturation (IVM) medium or in the embryo culture medium does not affect both cleavage and blastocyst rates in IVF or SCNT, and does not affect pregnancy, birth rate or weight calf in SCNT either. The treatment of nucleus donor cells with melatonin (10-9M) could not also improve embryo production, pregnancy or birth rate in SCNT. According to these work it is concluded that melatonin is not able toameliorate bovine assisted reproduction efficiency, under experimental conditions used.(AU)

Avaliação dos efeitos da melatonina sobre a produção de embriões bovinos obtidos por fecundação in vitro e transferência nuclear de células somáticas / Evaluation of melatonin effects on the production of bovine embryos obtained by in vitro fertilization and somatic cell nuclear transfer

Na reprodução assistida, o estresse oxidativo pode provocar efeitos deletérios sobre as taxas de produção de embriões. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da suplementação com o antioxidante melatonina (MEL) sobre a produção de embriões bovinos obtidos por fecundação in vitro(FIV) e transferência nuclear de células somáticas (TNCS). Os resultados mostraram que a MEL (10-7 M) no meio de maturação ou de cultivo embrionário in vitro não afetou a taxa de clivagem ou de produção de blastocistos na FIV ou na TNCS, e também não afetou a prenhez, a taxa de nascimento ou o peso dos bezerros na TNCS. O tratamento das células doadoras de núcleo com MEL (10-9M) também não levou a um aumento na produção de embriões, prenhez ou taxa de nascimento na TNCS. Assim, conclui-se que a MEL não foi capaz de aumentar a eficiência da reprodução assistida bovina, nas condições experimentais utilizadas.

n assisted reproduction, oxidative stress can cause deleterious effects on embryo production rates. The aim of the present study was to evaluate the effect of melatonin supplementation (MEL) on the production of bovine embryos obtained by in vitro fertilization (IVF) and somatic cell nuclear transfer (SCNT). The findings of this work demonstrated that melatonin enrichment (10-7 M) of the in vitro maturation (IVM) medium or in the embryo culture medium does not affect both cleavage and blastocyst rates in IVF or SCNT, and does not affect pregnancy, birth rate or weight calf in SCNT either. The treatment of nucleus donor cells with melatonin (10-9M) could not also improve embryo production, pregnancy or birth rate in SCNT. According to these work it is concluded that melatonin is not able toameliorate bovine assisted reproduction efficiency, under experimental conditions used.

Melatonin concentration in the milk of cows supplemented with vitamins and milked twice daily / Concentração de melatonina no leite de vacas suplementadas com vitaminas e dois horários de ordenha

Melatonin, a hormone secreted in cow milk, has beneficial effects on human health. This study aimed to evaluate the effects of dietary vitamin supplementation and nocturnal milking on the concentration of melatonin in cow milk. Twenty-one confined cows in the final period of lactation were used for the study and the supplemented vitamins were: rumen-protected B vitamins, A, D3, E, and niacin (B3) not protected from rumen degradation. The experimental period had a duration of 10 days. Milk samples were collected during the first two days, without supplementation of vitamins (WITHOUT), and during the final two days, eight days after the beginning of supplementation (WITH). Samples of milk produced without and with supplementation, milked at 05:00 h (NIGHT) or from the total milk produced in the two daily milkings (TOTAL), were analyzed. The concentration of melatonin was determined by enzyme immunoassay using the ELISA kit, and the results were analyzed by ANOVA and Tukey´s test with 5% significance. Supplementation of the diet with vitamins (WITH) did not affect melatonin concentration in TOTAL milk, but it resulted in a concentration 40.55% lower in the NIGHT milk than in the milk from cows without (WITHOUT) supplementation (6.57 vs. 11.06 pg mL-1). Milk milked at night showed melatonin concentrations 1.43 to 2.38 times higher than daily TOTAL milk. The total milk of the herd showed a concentration of 2.13 pg mL-1. The differentiated collection of milk produced during the night period makes it possible to obtain milk with high levels of melatonin.(AU)

Melatonina é um hormônio secretado no leite e tem efeitos benéficos sobre a saúde humana. Este estudo objetivou avaliar os efeitos da suplementação da dieta com vitaminas e da ordenha noturna sobre a concentração de melatonina no leite de vacas. Foram utilizadas 21 vacas confinadas, na fase final de lactação e as vitaminas suplementadas foram do complexo B, vitaminas A, D3 e E rúmen-protegidas, sendo a niacina (B3) não protegida da degradação ruminal. O período experimental teve duração de 10 dias, as amostras de leite foram coletadas nos dois primeiros dias, sem suplementação de vitaminas (SEM) e nos dois dias finais, oito dias após início da suplementação (COM). Foram analisadas amostras do leite produzido sem e com suplementação, nas ordenhas realizadas às 05:00 h (NOITE) e do leite total produzido nas duas ordenhas diárias (TOTAL). A concentração de melatonina foi determinada através de imunoensaio enzimático em kit de ELISA e os resultados analisados ANOVA e teste Tukey com 5% significância. A suplementação da dieta COM vitaminas não teve efeitos sobre a concentração de melatonina no leite TOTAL, porém, no leite da NOITE, resultou em concentração 40,55% menor que o leite de vacas SEM suplementação (6,57 vs 11,06 pg mL-1, respectivamente). O leite da ordenha da NOITE apresentou concentração de melatonina 1,43 a 2,38 vezes superior ao leite TOTAL diário. O leite total do rebanho apresentou concentração de 2,13 pg mL-1. A coleta diferenciada do leite produzido no período noturno possibilita a obtenção de leite com alta concentração de melatonina.(AU)

Melatonin concentration in the milk of cows supplemented with vitamins and milked twice daily / Concentração de melatonina no leite de vacas suplementadas com vitaminas e dois horários de ordenha

Melatonin, a hormone secreted in cow milk, has beneficial effects on human health. This study aimed to evaluate the effects of dietary vitamin supplementation and nocturnal milking on the concentration of melatonin in cow milk. Twenty-one confined cows in the final period of lactation were used for the study and the supplemented vitamins were: rumen-protected B vitamins, A, D3, E, and niacin (B3) not protected from rumen degradation. The experimental period had a duration of 10 days. Milk samples were collected during the first two days, without supplementation of vitamins (WITHOUT), and during the final two days, eight days after the beginning of supplementation (WITH). Samples of milk produced without and with supplementation, milked at 05:00 h (NIGHT) or from the total milk produced in the two daily milkings (TOTAL), were analyzed. The concentration of melatonin was determined by enzyme immunoassay using the ELISA kit, and the results were analyzed by ANOVA and Tukey´s test with 5% significance. Supplementation of the diet with vitamins (WITH) did not affect melatonin concentration in TOTAL milk, but it resulted in a concentration 40.55% lower in the NIGHT milk than in the milk from cows without (WITHOUT) supplementation (6.57 vs. 11.06 pg mL-1). Milk milked at night showed melatonin concentrations 1.43 to 2.38 times higher than daily TOTAL milk. The total milk of the herd showed a concentration of 2.13 pg mL-1. The differentiated collection of milk produced during the night period makes it possible to obtain milk with high levels of melatonin.

Melatonina é um hormônio secretado no leite e tem efeitos benéficos sobre a saúde humana. Este estudo objetivou avaliar os efeitos da suplementação da dieta com vitaminas e da ordenha noturna sobre a concentração de melatonina no leite de vacas. Foram utilizadas 21 vacas confinadas, na fase final de lactação e as vitaminas suplementadas foram do complexo B, vitaminas A, D3 e E rúmen-protegidas, sendo a niacina (B3) não protegida da degradação ruminal. O período experimental teve duração de 10 dias, as amostras de leite foram coletadas nos dois primeiros dias, sem suplementação de vitaminas (SEM) e nos dois dias finais, oito dias após início da suplementação (COM). Foram analisadas amostras do leite produzido sem e com suplementação, nas ordenhas realizadas às 05:00 h (NOITE) e do leite total produzido nas duas ordenhas diárias (TOTAL). A concentração de melatonina foi determinada através de imunoensaio enzimático em kit de ELISA e os resultados analisados ANOVA e teste Tukey com 5% significância. A suplementação da dieta COM vitaminas não teve efeitos sobre a concentração de melatonina no leite TOTAL, porém, no leite da NOITE, resultou em concentração 40,55% menor que o leite de vacas SEM suplementação (6,57 vs 11,06 pg mL-1, respectivamente). O leite da ordenha da NOITE apresentou concentração de melatonina 1,43 a 2,38 vezes superior ao leite TOTAL diário. O leite total do rebanho apresentou concentração de 2,13 pg mL-1. A coleta diferenciada do leite produzido no período noturno possibilita a obtenção de leite com alta concentração de melatonina.

Combined effects of melatonin and topical hypothermia on renal ischemia-reperfusion injury in rats

Purpose: To evaluate whether their combination was more effective than either alone in decreasing renal damage due to ischemia/reperfusion (I/R) injury in rats. Methods: Thirty-two Wistar rats were assigned to four groups. Following right nephrectomy, their left kidneys were subjected to warm ischemia (IR), cold ischemia (TH+IR), intraperitoneal injection of 10 mg/kg melatonin (MEL+IR), or injection of 10 mg/kg melatonin followed by cold ischemia (MEL+TH+IR). Eight randomly assigned right kidneys constituted the control group. After 240 min of reperfusion, left nephrectomy was performed for histopathological evaluation, lipid peroxidation, and measurement of antioxidant enzyme activity. Serum was collected to measure urea and creatinine concentrations. Results: Histopathological damage induced by ischemia and reperfusion was more attenuated in the MEL+TH+IR group than in the MEL+IR and TH+IR groups (p<0.037). Superoxide dismutase activity was significantly higher (p<0.029) and creatinine (p<0.001) and urea (p<0.001) concentrations were significantly lower in the MEL+TH+IR group than in the MEL+IR and TH+IR groups. Conclusion: The combination of melatonin (MEL) and topical hypothermia (TH) better protects against renal I/R injury than does MEL or TH alone.(AU)