aging, body weight, food intake, metabolic rate, leptin resistance, melanocortins, neuropeptide Y, anorexia of aging, age-related obesity
Discipline
Metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
80 %
Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences)
10 %
Neuroanatomy and neurophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)
10 %
Panel
Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent
Institute for Translational Medicine (University of Pécs)
Starting date
2010-10-01
Closing date
2013-09-30
Funding (in million HUF)
13.500
FTE (full time equivalent)
2.10
state
closed project
Summary in Hungarian
Öregedő társadalmunkban a középkorúak elhízása és az idősek izom (fehérje) vesztése egyaránt súlyos népegészségügyi probléma. A folyamat jellege minden emlősben hasonló, így az energiaegyensúly változásai regulációs zavarnak tűnnek. A táplálékfelvételt, metabolikus rátát és a szöveti szubsztrátfelhasználást is szabályozó agyi neuropeptidek közül az anabolikus neuropeptid Y (NPY) és a katabolikus melanocortinok a legfontosabbak. Az NPY működését gátolja, a melanocortinokét serkenti a tápláltsági állapotot jelző zsírszöveti eredetű leptin. Idősödéssel e katabolikus és anabolikus mediátorok különféle energetikai hatásai feltehetően nem azonos irányban, nem azonos mértékben és dinamikával változnak meg, ami szerepet játszhat testsúly korfüggő változásaiban. A kalóriabevitel, testösszetétel megváltoztatásával a folyamat befolyásolható. Különböző korú, kalóriarestrikciós és mesterségesen elhízlalt patkányokban vizsgáljuk a testösszetételt, a centrálisan adott leptin, NPY és melanocortinok táplálékfelvételi, anyagcsere-hatásait, a szubsztrátfelhasználást jelző respirációs quotienst. Új ismereteket nemcsak a gerontológiai és kórélettani aspektusokra (metabolikus szindróma, öregkori kachexia), hanem a táplálkozási/életmódi ajánlásokra vonatkozóan is várunk. A projekt a gerontológiai és az anyagcsere/testsúly-kutatások terén egyaránt jelentős fejlődést indukál.
Summary
With aging, obesity of middle-aged and muscle (protein) loss of old people presents serious health hazards. The process is similar in all mammals thus the alterations of energy balance may be of regulatory origin. The anabolic neuropeptide Y (NPY) and the catabolic melanocortins are the most important brain neuropeptides, which regulate food intake, metabolic rate, as well as substrate utilization in tissues. NPY is inhibited, the melanocortins stimulated by leptin, a product of adipose tissue (indicator of nutritional state). The direction, magnitude and dynamics of aging-associated alterations in the effects of these catabolic and anabolic mediators on various factors of energy homeostasis may be different. This could play a role in the phasic alterations of body weight with aging. Calorie intake, body composition can influence the process. Body composition, effects of centrally applied leptin, NPY and melanocortins on food intake, metabolic rate and respiratory quotient (indicator of substrate utilization) are to be analyzed in various age-groups of calorie-restricted and obese rats. New information is expected regarding the gerontological, pathophysiological (metabolic syndrome, senile cachexia) aspects and nutritional/lifestyle advices as well. The project promotes development in the fields of gerontology and of energy balance / body weight studies.
Final report
Results in Hungarian
A vizsgált peptidek anorexigén és hipermetabolikus/hipertermiás hatásai az életkorral nem párhuzamosan változnak, ami a öregedési folyamat jellegzetességének tekinthető. A centrálisan adott leptin, melanocortin (MC), corticotropin (CT) és a perifériás cholecystokinin (CCK) anorexigén hatása jellegzetes korfüggő mintát mutat: középkorú állatokban csökken, öregekben nő. A középkorúakban fokozott, neuropeptid Y által kiváltott orexigén hatás viszont öregekben megszűnik. Adataink felvetik középkorúakban a leptinrezisztenciától függetlenül a centrális MC-ok és a perifériás CCK csökkent anorexigén hatásának szerepét az elhízás, ill. a leptin és a MC-ok fokozott katabolikus (anorexigén és hipermetabolikus) hatásának szerepét az időskori anorexia, fogyás/sarcopenia kialakulásában. Az elhízás csökkenti, a tartós kalóriarestrikció (CR) fokozza a leptinhatást, különösen idős korban. A tápláltsági állapot főleg a hipermetabolizmust befolyásolja. CR a MC-ok hipermetabolikus hatását is növeli. Elhízásban a leptinrezisztencia ellenére a MC-érzékenység részben megtartott, ami a leptintől független aktiváló mechanizmusok jelentőségét húzza alá. Zsírdús diéta fiatalabb életkorban előidézi a középkorúakban látott CCK-rezisztenciát, ill. az öregkori fokozott CCK-érzékenységet is. A testösszetétel megváltoztatja az öregedés sebességét, az elhízás, ill. a öregkori sarcopeniás fázis megjelenését is felgyorsíthatja vagy lassíthatja. Ez aláhúzza az életmódi tényezők jelentőségét.
Results in English
With aging, anorexigenic and hypermetabolic effects of the studied peptides did not change parallel with each other that may be regarded as a special feature of the aging process. Anorexigenic actions of leptin, melanocortins (MC), corticotropins and cholecystokinin (CCK) show a distinct age-related pattern: they decrease in middle-aged and increase in old animals. The neuropeptide Y-induced orexigenic effect that is enhanced in the middle-aged, disappears in old age. Our data suggest a role of the diminished anorexigenic actions of central MCs and peripheral CCK in the development of obesity independently of leptin-resistance and that of the enhanced catabolic (anorexigenic and hypermetabolic) effects of leptin and MCs in the development of aging anorexia, weight loss/sarcopenia. Obesity suppresses, chronic calorie-restriction (CR) enhances leptin effect, especially in old age. Nutritional state predominantly influences hypermetabolism. CR also enhances the hypermetabolic action of MCs. In obesity MC responsiveness is partially maintained despite leptin resistance, underlining the importance of leptin-independent activation of the MC system. High-fat diet induces CCK-resistance of the middle-aged and enhanced responsiveness to CCK normally seen in the old age-group, already at a younger age. Body composition alters the speed of aging, it may speed up or delay the onset of obesity or aging sarcopenia. These findings underline the importance of lifestyle factors.
Balasko M; Jech-Mihalffy A; Koncsecsko-Gaspar M; Petervari E; Soos S; Szekely M: Age-related shifts in feeding responsiveness to catabolic and anabolic peptides in rats, Abstract P.6.2. Aging Clin Exp Res 23 (S1): 188, 2011
Párniczky A; Balaskó M; Pétervári E; Soós S; Székely M: Calorie-restriction reverses leptin resistance in middle-aged rats, Front. Neurosci. Conference Abstract: 13th Conference of the Hungarian Neuroscience Society (MITT). doi: 10.3389/conf.fnins.2011.84.00016, 2011
Székely M; Pétervári E; Balaskó M: Energetika, testsúly – a kor függvényében, pp. 135-145 in:Takács É, Boga B: Az idősgondozás kézikönyve, Geriáter Service Kiadó Kft, Budapest, 2011
Kmiec Z; Pétervári E; Balaskó M; Székely M: Anorexia of Aging, Vitamins & Hormones - Advances in research and applications, 92 (entitled: ANOREXIA): 319-355, 2013
Petervari E; RostasI; Soos Sz; Tenk J; Miko A; Furedi N; Szekely M; Balasko M: Age versus nutritional state in the development of leptin resistance, Peptides (közlésre elküldve), 2013
Székely M; Balaskó M; Pétervári E: Peptides and temperature., pp. 1880-1888 In: A. Kastin: Handbook of Biologically Active Peptides, 2nd edition, Academic Press, Amsterdam, 2013
