Analysis of hypothalamic hormonal equilibrium in the regulation of energy balance: interactions between thyroid hormone, estrogen, leptin and ghrelin  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
72186
Type K
Principal investigator Bartha, Tibor
Title in Hungarian Az energiaháztartást szabályzó hormonok hatásmechanizmusának vizsgálata a hypothalamusban: pajzsmirigyhormon, ösztrogén, leptin és ghrelin interakciók
Title in English Analysis of hypothalamic hormonal equilibrium in the regulation of energy balance: interactions between thyroid hormone, estrogen, leptin and ghrelin
Keywords in Hungarian pajzsmirigyhormon, leptin, ghrelin, ösztrogén, engeriga háztartás, hypothalamus
Keywords in English thyroid hormon, leptin, ghrelin, estrogen, engergy balance, hypothalamus
Discipline
Veterinary sciences (Council of Complex Environmental Sciences)95 %
Ortelius classification: Animal health
Animal breeding (Council of Complex Environmental Sciences)5 %
Ortelius classification: Animal breeding
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Department of Physiology and Biochemistry (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences)
Participants Frenyó, Vilmos László
Németh, Péter
Sótonyi, Péter
Zsarnovszky, Attila
Starting date 2008-04-01
Closing date 2012-04-30
Funding (in million HUF) 19.811
FTE (full time equivalent) 2.43
state closed project
Summary in Hungarian
Az elmúlt évtizedekben kutatócsoportunk a pajzsmirigyhormon (PMH) háztartást és az energia-metabolizmus összefüggéseit vizsgálata. Az agyagcserét a PMH mellett több orexigén és anorexigén hormon (ösztrogének - E2, leptin, ghrelin) is befolyásolja. A hypothalamusban a szaporodásbiológiai funkciókat, valamint az energiaháztartást szabályzó neuronhálózatok átfedést mutatnak. Munkahipotézisünk szerint a PMH-nak igen fontos szerepe van a komplex hypothalamicus folyamatok szabályozásában. A pályázat segítségével azt szeretnék megmutatni, hogy (1) a PMH, E2, ghrelin és leptin a hypothalamusban hogyan modulálják egymás szabályzó hatását, (2) a PMH hogyan hat a szinaptikus plaszticitásra, (3) meg szeretnénk mutatni, hogy az általunk vizsgált neurendokrinológiai és a neuromorfológiai összefüggések véső soron hogyan hatnak a táplálékfelvételre. Célunk a PMH komplex hypothalamicus szintű energia-egyensúlyt befolyásoló hatásainak feltérképezése. Ezt és a hasonló alapkutatási vizsgálatok jelentőségét az emeli, hogy a súlyproblémákkal küzdők klinikai kezelése alapadatok hiányában kevéssé hatékony. Jelen kutatási tervünk a korábbi sikeres kutatási irányunk folytatása. A pályázat segítségével tovább erősítjük hazai és külföldi kapcsolatainkat (Pécs; Leuven, Belgium; Yale, USA). A vezető kutatócsoportokkal való konzultáció csökkenti a redundáns kutatás esélyét. A témán három PhD diák dolgozik majd, eredményeinket jó minőségű nemzetközi lapokban publikáljuk.
Summary
During the past decades our research group has investigated the thyroid hormone (TH) economy. Recently, estrogen, leptin and ghrelin (hormones with anorexigenic and orexigenic effects) were also found to affect energy metabolism. Hypothalamic neuronal circuits responsible for the neuroendocrine regulation of reproductive functions and food-intake overlap. THs are significant players in these integrated hypothalamic regulatory mechanisms. The major goals of the present proposal are to (1) elucidate the precise interplay between TH, E2, leptin and ghrelin within the hypothalamus, (2) examine to what extent and through which pathway TH modulates the hypothalamic synaptic plasticity, (3) correlate our neuroendocrinological and neuromorphological results with their end-result on food intake and body weight. Finally we will describe the complex role of thyroid hormones (TH) in the hypothalamic regulation of hunger and food intake. Considering the weight of metabolic disorders in western societies, our basic science data well respond the huge demand to clarify the physiological control of energy metabolism. The present proposal is based on our previous successful research activity. We continue and will tighten our cooperation with local and international research groups (Pécs; Leuven, Belgium; Yale, USA). Collaboration with the competitors decreases the chance of being late in this extensively examined research field. Three PhD students will be involved. Date will be published in highly ranked international journals.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Pályázatunk fő célja, hogy négy fő „trófikus” hormonnak (pajzsmirigyhormonok, ösztrogén, leptin és ghrelin) a táplálékfelvétel hypothalamicus szabályozásában játszott szerepét kutassuk, illetve az ezen a téren rendelkezésre álló adatokat kutatási eredményeinkkel érthetőbbé tegyük. A témát a hormonhatások specifikus receptorokra kifejtett önálló-, illetve kombinált befolyásának vizsgálatán keresztül közelítettük meg. Eredményeink alapján megállapítottuk, hogy az említett hormonok mennyiségi viszonyai szabályzó szereppel bírnak az idegsejtekben lévő specifikus receptorok expressziójára. Ugyanakkor azt is kimutattuk, hogy a receptor-kifejeződési szinteket az említett hormonok élettani értékektől eltérő koncentrációi döntő mértékben befolyásolják. Ennek alapján azt a következtetést vontuk le, hogy a vizsgált hormonok egyikének patológiás változása komplex módon, rendszer-szinten módosíthatja a táplálékfelvételre irányuló szabályzó funkciókat. Ezeken túl azt is kimutattuk, hogy, valószínűleg az összehangolt, populáció-szintű neuronválasz érdekében, gliasejt-tevékenység fontos szerepet játszik a trófikus hormonok neuronokra kifejtett hatásaiban, minthogy a glia kísérletes eltávolítása a biológiai rendszerből meghatározó és jellegzetes változásokat eredményezett. Ez azt is jelenti, hogy olyan nem-fiziológiás körülmények, amelyek megváltoztatják a glia populáció-szintű működését, kihatnak a vizsgált trófikus hormonok hatásmechanizmusára is.
Results in English
The main goal of the present project was to investigate the role of four major trophic hormones (thyroid hormones, estrogens, leptin and ghrelin) in the hypothalamic regulation of feed-intake. Results from these experiments strongly contribute to the understanding of hypothalamic regulatory processes of already available relevant knowledge. Our experimental approach targeted the exploration of the individual and combined effects of the aforementioned trophic hormones on the expression levels of their cognate receptors in neurons. Based on our results, it can be concluded that the examined hormone effects on receptor expression levels are concentration dependent. Furthermore, we have also demonstrated that changes in the hormonal environment affect whole regulatory (integrative) systems (e.g., the hypothalamic regulation of feed-intake) rather than only influencing individual hormone effects. In addition to these results, experiments with the experimental exclusion of glial cells also demonstrated that glial functions are critical in the normal regulation of hormonal effects to maintain physiological receptor expression levels, probably via the mediation of hormone signals and through both direct and paracrine intercellular glia-neuron signaling. The latter results indicate that certain pathological conditions that alter glial functions on cell population level are likely to influence the effects of the examined trophic hormones on neuronal functions as well.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=72186
Decision
Yes





 

List of publications

  
Trudy J. Scalise, Virág Somogyi, Andrea Győrffy, Dávid Sándor Kiss, Gréta Goszleth, István Tóth, Tibor Bartha, László V. Frenyó, Attila Zsarnovszky: Ligand-dependent changes in estrogen receptor- and thyroid hormone receptor expression in the developing rat cerebellum: A comparative Western blot and q-PCR study, Magyar Idegtudományi Társaság XIII. Konferenciája, Budapest, 2011. január 20-22. 2011, 2011
Somogyi Virág, Győrffy Andrea, Trudy J. Scalise, Kiss Dávid Sándor, Goszleth Gréta, Bartha Tibor, Frenyó V. László és Zsarnovszky Attila: Ösztrogén- és pajzsmirigyhormon receptorok expressziójának ligandum-függő változásai a fejlődő kisagyban., Magyar Tudományos Akadémia Állatorvos-tudományi Bizottsága Beszámoló, SzIE ÁOTK, Budapest; 2011. január 24., 2011, 2011
Somogyi V, Gyorffy A, Scalise TJ, Kiss DS, Goszleth G, Bartha T, Frenyo VL, Zsarnovszky A.:: Endocrine factors in the hypothalamic regulation of food intake in females: a review of the physiological roles and interactions of ghrelin, leptin, thyroid hormones, oes, Nutrition Research Reviews 2011 Mar 22:1-23., 2011
Scalise TJ, Győrffy A, Tóth I, Kiss DS, Somogyi V, Goszleth G, Bartha T, Frenyó LV, Zsarnovszky A: Ligand-induced changes in Oestrogen and thyroid hormone receptor expression in the developing rat cerebellum: A comparative quantitative PCR and Western blot study, Acta Veterinaria Hungarica, 2012
Somogyi V, Győrffy A, Bartha T: The role of estrogen and thyroid hormones in the regulation of feed-intake., Magyar Állatorvosok Lapja, közlésre elfogadva, 2012
Tóth I, Goszleth G, Frenyó VL: The major regulators of feed-intake: ghrelin, leptin and their interactions, Magyar Állatorvosok Lapja, 8:504-512, 2012
Kiss DS, Jócsák G, Zsarnovszky A: The role of insulin in the central regulation of feed-intake, Magyar Állatorvosok Lapja, 2012, 10: 635-640, 2012
Kiss D S, Horváth K, Győrffy A, Kulcsár M, Somogyi V, Bartha T, Frenyó V. L, Zsarnovszky A: Ekto-nucleozid trifoszfát difoszfohidrolázok morfo-funkcionális vizsgálata hipotalamikus idegi elemekben, MTA Állatorvos-tudományi Bizottsági Beszámoló (6) p. 5, 2009
Kiss, D.S., Somogyi, V., Győrffy, A., Bartha, T., Diano, S., Frenyó, V.L., Zsarnovszky, A.: ESTROGEN AND TESTOSTERONE INFLUENCE NTPDASE3-EXPRESSION AND ENZYMATIC ACTIVITY IN THE MEDIAL- AND LATERAL PART OF THE HYPOTHALAMUS., Animal Physiology 2010 Conference, Valtice proceedings, 2010
Győrffy, A., Somogyi, V., Kiss, D.S., Bartha, T., Frenyó V.L., Zsarnovszky, A.: INTERACTIVE HORMONAL REGULATION OF CEREBELLAR ESTROGEN- AND THYROID HORMONE RECEPTOR EXPRESSION IN PRIMARY CEREBELLAR GRANULE CELL CULTURE, Animal Physiology 2010 Conference, Valtice proceedings, 2010
Zsarnovszky A, Kiss D S, Horváth K, Győrffy A, Somogyi V, Bartha T, Frenyó V L, Diano S: Sexual steroids influence NTPDase3-expression in the neuroendocrine hypothalamus., ACTA PHYSIOLOGICA 97:(1) p. 59. (2010), 2010
Kiss Dávid Sándor, Somogyi Virág, Győrffy Andrea, Goszleth Gréta, Bartha Tibor, Frenyó V László, Zsarnovszky Attila: A HYPOTHALAMICUS NTPDÁZ3 AKTIVITÁSÁNAK VIZSGÁLATA VÁLTOZÓ HORMONÁLIS ÉS TÁPLÁLTSÁGI KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT PATKÁNYBAN., Magyar Tudományos Akadémia Állatorvos-tudományi Bizottsága Beszámoló, SzIE ÁOTK, Budapest; 2010. január 25., 2010
Kiss D S, Somogyi V, Győrffy A, Bartha T, Diano S, Frenyó V L, Zsarnovszky A: Sexual steroids influence NTPDase3-expression in the neuroendocrine hypothalamus., Karádi Z (szerk.): International Brain Research Organization International Workshop 2010 January 21-23, 2010 - Pécs, Hungary Proceedings p. 41. (2010), 2010
Győrffy A, Somogyi V, Kiss D S, Bartha T, Frenyó V L, Zsarnovszky A: Establishing a primary cerebellar granule cell culture for investigating estrogen and thyroid hormone receptor expression: a pilot study., Karádi Z (szerk.): International Brain Research Organization International Workshop 2010 January 21-23, 2010 - Pécs, Hungary Proceedings p. 41. (2010), 2010
Zsarnovszky A, Gyorffy A, Bartha T, Frenyó V L, Kirley T, Belcher S M, Sótonyi P: Subcellular localization of NTPDase3-expression in the rat hypothalamus and analysis of estrogen effects on NTPDase3 expression., ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 96:(1) p. 148. (2009), 2009
Zsarnovszky A, Kiss D S, Horváth K, Győrffy A, Somogyi V, Bartha T, Frenyó V L, Diano S: A neuroendokrin hypothalamusban a szexuálszteroidok befolyásolják az NTPDase3-expressziót., Rosivall L (szerk.): Magyar Élettani Társaság LXXIII. Vándorgyűlése, Budapest, 2009. augusztus 27-29. konferenciakiadvány, IE/70., 2009
Somogyi Virág, Kiss Dávid Sándor, Horváth Krisztina, Bartha Tibor, Győrffy Andrea, Frenyó V László, Zsarnovszky Attila: Az ösztrogén és a trijód-tironin ösztrogén- és pajzsmirigyhormon-receptorok expressziójára kifejtett hatásainak vizsgálata kisagyi idegsejt-tenyészetben., Magyar Tudományos Akadémia Állatorvos tudományi Bizottsága Akadémiai Beszámolók. Budapest, Magyarország, 2009.01.26 p. 7., 2009
Somogyi V, Győrffy A, Horváth K, Kiss D, Zsarnovszky A, Frenyó V L, Bartha T: Specificities of liver deiodination in chicken., ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 96:(1) p. 126. (2009), 2009
Horváth K, Győrffy A, Rónai Zs, Áprily Sz, Zsarnovszky A, Somogyi V, Kiss D, Frenyó V L, Bogenfürst F, Rudas P, Bartha T: Hormonal aspects of fatty liver production., ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 96:(1) pp. 84-85. (2009), 2009
Győrffy A, Keresztes M, Faigl V, Frenyó V L, Kulcsár M, Gaál T, Mézes M, Zsarnovszky A, Huszenicza Gy, Bartha T: Glycogenic induction of thyroid hormone conversion and leptin system activation in the liver of postpartum dairy cows., ACTA VETERINARIA HUNGARICA 57:(1) pp. 139-146., 2009
Győrffy A, Sayed-Ahmed A, Zsarnovszky A, Frenyó V L, Decuypere E, Bartha T: Effects of energy restriction on thyroid hormone metabolism in chickens., ACTA VETERINARIA HUNGARICA 57:(2) p. 319., 2009
David S Kiss, Attila Zsarnovszky, Krisztina Horvath, Andrea Gyorffy, Tibor Bartha, Diana Hazai, Peter Sotonyi, Virag Somogyi, Laszlo V Frenyo, Sabrina Diano: Ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase 3 in the ventral and lateral hypothalamic area of female rats: morphological characterization and functional implications., REPRODUCTIVE BIOLOGY AND ENDOCRINOLOGY 7: p. 31., 2009
Zsarnovszky A, Bartha T, Frenyo LV, Diano S.: NTPDases in the neuroendocrine hypothalamus: possible energy regulators of the positive gonadotrophin feedback., REPRODUCTIVE BIOLOGY AND ENDOCRINOLOGY 16 7: p. 63., 2009
ZSARNOVSZKY A, GYŐRFFY A, BARTHA T, HORVÁTH K, SOMOGYI V, KISS D, FRENYÓ V L: Az NTPDáz 3 morfológiai és funkcionális jellemzése nőivarú patkányok hypothalamusában, Tósaki Árpád (szerk.) A Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság és a Magyar Élettani Társaság LXXII. Vándorgyűlése. Debrecen, Magyarország, 2008. p 138., 2008
SOMOGYI V, GYŐRFFY A, HORVÁTH K, KISS D, ZSARNOVSZKY A, FRENYÓ V L, BARTHA T: A májbeli pajzsmirigyhormon aktiválás jellegzetességei csirkében, Tósaki Árpád (szerk.) A Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság és a Magyar Élettani Társaság LXXII. Vándorgyűlése. Debrecen, Magyarország, 2008. p 272., 2008
HORVÁTH K, GYŐRFFY A, RÓNAI ZS, ÁPRILY SZ, ZSARNOVSZKY A, SOMOGYI V, KISS D, FRENYÓ V L, BOGENFÜRST F, RUDAS P, BARTHA T: A hízott libamáj előállítás hormonális hátterének vizsgálata, Tósaki Árpád (szerk.) A Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság és a Magyar Élettani Társaság LXXII. Vándorgyűlése. Debrecen, Magyarország, 2008. p 211., 2008
Győrffy Andrea: Az energia-metabolizmus egyes endokrin tényezői, Szent István Egyetem, Állatorvos-tudományi Doktori Iskola, 2008
Győrffy A, Rónai Zs, Áprily Sz, Zsarnovszky A, Frenyó VL, Bogenfürst F, Rudas P, Bartha T: A hízottmáj-termelés metabolikus és hormonális hátterének vizsgálata máj- és húszhasznosítású lúdhibridekben, MAGYAR ÁLLATORVOSOK LAPJA 130: pp. 156-164., 2008
GYORFFY A, HORVATH K, APRILY SZ, ZSARNOVSZKY A, FRENYO L, BOGENFURST F, RUDAS P, BARTHA T: Metabolic aspects of fatty liver production in liver and meat type goose hybrids., Veerle Darras, Eddy Decuypere, Johan Buyse (szerk.) 9th International Symposium on Avian Endocrinology, Programme and Abstract Book. Leuven, Belgium p. 75, 2008



Back »