In vitro the mineralocorticoid receptor is non-specific and does not distinguish between aldosterone and cortisol. In vivo certain tissues with this receptor are aldosterone selective (eg, kidney and parotid) whereas others with the same receptor are not (eg, hippocampus and heart). Experiments in rats showed that 11 beta-hydroxysteroid dehydrogenase (which converts cortisol to cortisone in man and corticosterone to 11-dehydrocorticosterone in the rat) was much more highly concentrated in aldosterone-selective tissues than in non-selective tissues. The localisation in the selective tissues was such that the enzyme could act as a paracrine or possibly an autocrine mechanism protecting the receptor from exposure to corticosterone. Autoradiographic studies showed that protection is lost when the enzyme is inhibited; 3H-corticosterone and 3H-aldosterone were bound to similar sites. These findings seem to explain why sodium retention, hypokalaemia, and hypertension develop in subjects with congenital deficiency of 11 beta-OHSD and those in whom the enzyme has been inhibited by liquorice.

Glucocorticoid hormones, acting via nuclear receptors, regulate many metabolic processes, including hepatic gluconeogenesis. It recently has been recognized that intracellular glucocorticoid concentrations are determined not only by plasma hormone levels, but also by intracellular 11β-hydroxysteroid dehydrogenases (11β-HSDs), which interconvert active corticosterone (cortisol in humans) and inert 11-dehydrocorticosterone (cortisone in humans). 11β-HSD type 2, a dehydrogenase, thus excludes glucocorticoids from otherwise nonselective mineralocorticoid receptors in the kidney. Recent data suggest the type 1 isozyme (11β-HSD-1) may function as an 11β-reductase, regenerating active glucocorticoids from circulating inert 11-keto forms in specific tissues, notably the liver. To examine the importance of this enzyme isoform in vivo , mice were produced with targeted disruption of the 11β-HSD-1 gene. These mice were unable to convert inert 11-dehydrocorticosterone to corticosterone in vivo . Despite compensatory adrenal hyperplasia and increased adrenal secretion of corticosterone, on starvation homozygous mutants had attenuated activation of the key hepatic gluconeogenic enzymes glucose-6-phosphatase and phosphoenolpyruvate carboxykinase, presumably, because of relative intrahepatic glucocorticoid deficiency. The 11β-HSD-1 −/− mice were found to resist hyperglycamia provoked by obesity or stress. Attenuation of hepatic 11β-HSD-1 may provide a novel approach to the regulation of gluconeogenesis.

Low birthweight is associated with the subsequent development of common disorders of adult life, especially hypertension; maternal malnutrition has been suggested as the cause. We suggest an alternative aetiology—increased fetal exposure to maternal glucocorticoids. This hypothesis is supported by our findings that in rats decreased activity of the enzyme that acts as a placental barrier to maternal glucocorticoids (11 β-hydroxysteroid dehydrogenase) is associated with low birthweight. Furthermore, increased exposure of the fetus to exogenous glucocorticoids leads to low birthweight and subsequent hypertension in the offspring. Glucocorticoids acting during critical periods of prenatal development may, like other steroid hormones, exert organisational effects or imprint patterns of response that persist throughout life. Thus, the lifetime risk of common disorders may be partly determined by the intrauterine environment.

OBJECTIVE Placental 11β‐hydroxysteroid dehydrogenase (11β‐HSD), which converts active cortisol to inactive cortisone, has been proposed to be the mechanism guarding the fetus from the growth retarding effects of maternal glucocorticoids; however, other placental enzymes have also been implicated. Placental 11β‐HSD is unstable in vitro , and enzyme activity thus detected may not be relevant to the proposed barrier role. We have therefore examined placental glucocorticoid metabolism in dually perfused freshly isolated intact human placentas. DESIGN Placentas were obtained from randomly selected normal term deliveries. The maternal circuit was perfused with physiological concentration of cortisol, the fetal effluent collected and steroid metabolites separated and quantified using silica columns (Sep‐pak Plus) and HPLC. RESULTS Most of the maternally administered cortisol was metabolized to cortisone, and no conversion of cortisone to cortisol was detected. Cortisone was the only product of cortisol metabolism. Inhibition of 11β‐HSD with glycyrrhetinic acid allowed cortisol to gain direct access to the fetal circulation. CONCLUSION We conclude that human placental 11β‐HSD plays a crucial role in controlling glucocorticoid access to the fetus. Other enzymes are not significant contributors at physiologically relevant cortisol concentrations.

Hypertension is strongly predicted by a low birthweight: placental weight ratio. Two independent models have been described to explain this association; less than optimal maternal protein nutrition leading to fetal undernutrition, or glucocorticoid excess. Pregnant rats were fed diets containing 18 per cent casein (control) or 9 per cent casein, balanced for energy. On day 20 of gestation the pregnancies were terminated and placentae collected for determination of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase (11βHSD) activity. Placental 11βHSD normally protects the fetus from the effects of maternal glucocorticoids. Activity was specifically attenuated by mild protein restriction (33 per cent in activity), whilst activities of glucocorticoid-insensitive control enzymes were unchanged and glucocorticoid-inducible glutamine synthetase activity was increased (27 per cent), relative to activity in placentae from control animals. The nutritional manipulation during pregnancy significantly increased systolic blood pressure (17 mmHg) in the resulting offspring in early adulthood. A possible common pathway whereby maternal environmental factors may influence fetal and placental growth and programme disease is inferred.

An enkephalin analogue [D-Ala2, MePhe4, Met(o)-ol] enkephalin (DAMME), given intravenously to normal subjects raised serum prolactin and growth-hormone levels but lowered serum levels of luteinising hormone, follicle-stimulating hormone, cortisol, and corticotrophin. There was also a small fall in total glucagon and gastric inhibitory peptide (G.I.P.) and a rise in thyrotrophin. beta-Lipotrophin, motilin, vasoactive intestinal peptide, insulin, gastrin, and pancreatic glucagon were unchanged. Blood-glycerol increased, and blood lactate, alanine, and glucose fell. Prior administration of the opiate antagonist, naloxone, attenuated the hormonal responses to DAMME. This enkephalin analogue produces endocrine and metabolic changes in man which may be mediated through opiate-binding receptors both within and outside the brain. The enkephalins and related substances may provide an important link between perception, behaviour, and neuroendocrine regulation of hormone secretion and metabolism.

Abstract Alzheimer’s disease (AD) is the most common form of dementia, a progressive neurological disorder characterized by short and long-term memory loss, including cognitive and functional impairment, which is refractory to current therapy. It is suggested that the aggregation of β-amyloid (Aβ) peptide on neuronal cell surface leads to various deviations of its vital function due to myriad pathways defined by internalization of calcium ions, apoptosis promotion, reduction of membrane potential, synaptic activity loss etc. These are associated with structural reorganizations and pathologies of the cell cytoskeleton mainly involving actin filaments and microtubules, and consequently – alterations of cell mechanical properties. Thus, the effect of amyloid oligomers on cells’ Young’s modulus has been observed in a variety of studies. However, the precise connection between the formation of amyloid aggregates on cell membranes and their effects on local mechanical properties of living cells is still unresolved. In this work, we have used correlative scanning ion-conductance microscopy (SICM) to study cell topography, Young’s modulus mapping and confocal imaging of Aβ aggregates formation on living cell surfaces with subsequent assessment of the reactive oxygen species levels inside single cells using platinum nanoelectrodes. We showed that correlative SICM technique, in conjunction with topography mapping and confocal imaging, can be used for Patch-Clamp recordings from living cells with evidently formed FAM-labeled Aβ aggregates on its surface. As we demonstrated, SICM can be successfully applied to studying cytotoxicity mechanisms of Aβ aggregates on living cell surface.