Animal physiology (Council of Complex Environmental Sciences)
90 %
Animal breeding (Council of Complex Environmental Sciences)
10 %
Ortelius classification: Animal breeding
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Mezőgazdasági Termékfeldolgozás és Minősítés Tanszék (Kaposvár University)
Participants
Fébel, Hedvig Mézes, Miklós Varga, Dániel
Starting date
2011-02-01
Closing date
2013-01-31
Funding (in million HUF)
6.528
FTE (full time equivalent)
1.40
state
closed project
Summary in Hungarian
A tervezett kutatás az OTKA (D048417) által korábban támogatott vizsgálat (Szabó et al., Comp. Biochem. Physiol., 2006, 144(4):496-502.) és egy újabb eredmény (Szabó et al., Comp. Biochem. Physiol., 2010, 155(3):301-308) folytatása, és a metabolikusan aktív szövetek egyik, eddig nem vizsgált képviselője, a tüdő membránlipidjei és a surfactant részletes elemzésére irányul, baromfi és emlős fajokban. A "membránok, mint biológiai ütemadók" elmélet előzményei inkább emlős fajokból erednek, baromfifajokkal ilyen aspektusból csak igen kevesen foglalkoztak az eddigiekben, a tüdő részletes elemzése még nem történt meg. A vizsgálatok célja széles élőtömeg (és alap-anyagcsere intenzitás) skálán madár és emlős tüdő, és annak funkcionális szekrétuma, a surfactant foszfolipid zsírsavösszetételének, valamint az ehhez szorosan kapcsolódó in vivo lipid peroxidációnak az elemzése, allometrikus módszertanra alapozva. A kutatás várható eredményei elsősorban a membránlipidek és azok peroxidációjának testtömeg-függésével kapcsolatban lehetnek újak, egy eddig igen kevéssé ismert területen. A kutatómunka kifejezetten alapkutatás jellegű, várható eredményei a struktúrális és a szekretált foszfolipidek összetételével kapcsolatosan elsősorban a "membránok, mint biológiai ütemadók" elmélet bővebb értelmezéséhez járulhat hozzá.
Summary
The planned research is based on the results of a former work (Szabó et al., Comp. Biochem. Physiol., 2006, 144(4):496-502.) also supported by OTKA (D048417), and partly on those of a novel one (Szabó et al., Comp. Biochem. Physiol., 2010, 155(3):301-308) and focuses on the detailed analysis of the phospholipid fatty acid composition of a metabolically active tissue not yet investigated: the lung, in fowl and mammalian species. Current knowledge on the phenomenon termed "membranes as metabolic pacemakers" is based primarily on mammalian studies, fowl species have been less investigated. The lung has not yet been analyzed in detail from this aspect, only in fowl, the whole tissue (Szabó et al., 2010). The aim of this research is to analyze the avian and mammalian phospholipid fatty acid profile of the lung and its secreted active component, the surfactant on a large body mass (and basal metabolic rate) scale, accompanied with the analysis of the in vivo lipid peroxidation, based on an allometric methodology. The expected results of the study may be novel primarily in connection with the body mass dependence of the membrane lipid composition and peroxidation, a research area less investigated. The planned work is characteristically basic research, and may primarily widen the validity of the “membranes as metabolic pacemakers" theory.
Final report
Results in Hungarian
1. Hat madárfajban (150 g - 20 kg) teszteltük, hogy a teljes tüdő, a tüdő parenchyma és a surfactant teljes foszfolipid (PL) frakcióinak zsírsavprofilja mutat-e allometrikus szabályosságokat. Mindhárom esetben a dokozahexaénsav (DHA) negatív allometrikus összefüggését írtuk le (B = -0.056, -0.17 és -0.1, rendre). A surfactant PL-ekben a palmitinsav negatív allometriát, míg a palmitoleinsav és az arachidonsav ellentétes összefüggést mutatott. A tüdőben és parenchymában negatív testsúlyfüggést igazoltunk a malondialdehid (MDA) koncentrációjában, és pozitív MDA-DHA korrelációt, utalva a DHA lipidperoxidációban betöltött szerepére a madártüdőben.
2. Kilenc emlősfajban (20 g - 500 kg) elemeztük a tüdő PL, az alveoláris surfactant foszfatidilkolin (PC) és szfingomielin (SM) frakcióiban a testsúly- és nyugalmi légzésszámfüggő szabályosságokat. A PL, PC és SM frakciókban az olajsav arány negatívan korrelált a légzésszámmal. A PL-ekben a palmitinsav, a PC-ban a mirisztinsav mutatott pozitív korrelációt. A PL-ekben a mirisztin-, a palmitin-, a palmitolein- és a dokozahexaénsav mutott negatív allometriát, az olajsav pozitív testsúlyfüggést. A surfactant PC frakciójában a palmitinsav negatív, az oljsavnál pozitív allometriát mutatott. Az SM frakció zsírsavprofilja és a lipidperoxidáció mértéke független volt a testsúlytól. A PL-ekben igazolt variabilitás a „membránok mint metabolikus ütemadók” elmélettel egyezik; a surfactant PC frakció összetétele a légzészámmal függött össze.
Results in English
1. From 150 g to 20 kg body mass (BM) total lung, lung parenchyma and surfactant phospholipids were tested for allometric properties in 6 gallinaceous species. In all three components docosahexaenoic acid (DHA) showed negative allometric scaling (B = -0.056, -0.17 and -0.1, resp.). Surfactant PLs provided negative allometry for palmitic acid and the opposite was found for palmitoleate and arachidonate. Negative allometry was found for malondialdehyde (MDA) concentration in the native and lavaged lungs, and in these positive MDA-DHA correlation was found, denoting the role of DHA in shaping the allometric properties of in vivo lipid peroxidation.
2. In 9 mammalian species (21.5 g – 503 kg) lung PLs, alveolar surfactant phosphatidylcholine (PC) and sphingomyelin (SM) fatty acyl (FA) chain composition was tested for BM and resting respiratory rate (RRR) associated adaptations. In PL, PC and SM oleic acid provided negative correlations with RRR. Palmitic acid was positively correlated with RRR in PLs, and myristic (C14:0) acid correlated positively with RRR in PCs. In PLs negative allometry was found for myristic, palmitic, palmitoleic acids and DHA, while oleic acid increased allometrically. In surfactant PC FAs palmitic acid provided negative, while oleic acid positive allometry. Surfactant SM and the in vivo lipid peroxidation was species independent. The PL composition varied according to the“membrane pacemakers theory”, while surfactant PC composition was related to RRR.
A. Szabó, M. Mézes, K. Balogh, R. Romvári, P. Horn, Hedvig Fébel: Negative allometry of docosahexaenoic acid in the fowl lung and pulmonary surfactant phospholipids, Acta Biologica Hungarica 63: (2) 202-217., 2012
Szabó A; Mézes M; Fébel H: Body mass related variations in the polar lipid fatty acyl chain composition of the mammalian lung and alveolar surfactant, Acta Biologica Hungarica - közlésre elfogadva, 2013
