Aging and nutritional state in the regulation of energy balance: role of leptin, melanocortins and neuropeptide Y  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
84241
Type PD
Principal investigator Rittmann-né dr. Pétervári, Erika
Title in Hungarian Életkor és tápláltsági állapot az energiaforgalom szabályozásában: a leptin, a melanocortinok és a neuropeptid Y szerepe
Title in English Aging and nutritional state in the regulation of energy balance: role of leptin, melanocortins and neuropeptide Y
Keywords in Hungarian öregedés, testtömeg, táplálékfelvétel, anyagcsere, leptin rezisztencia, melanocortinok, neuropeptide Y, időskori anorexia, korfüggő obesitas
Keywords in English 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.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=84241
Decision
Yes





 

List of publications

 
Pétervári E; Szabad AO; Soós S; Garami A; Székely M; Balaskó M: Central alpha-MSH infusion in rats: disparate anorexic vs. metabolic changes with aging, Regul Pept. 166(1-3):105-111, 2011
Pétervári E; Soós S; Székely M; Balaskó M: Alterations in the peptidergic regulation of energy balance in the course of aging, Curr. Protein Pept. Sci. 12(4): 316-324, 2011
Soos S; Petervari E; Szekely M; Jech-Mihalffy A; Balasko M: Complex Catabolic Effects of Central Alpha-MSH Infusion in Rats of Altered Nutritional States: Differences from Leptin, J. Mol. Neurosci. 43 (2): 209-216, 2011
Solymar M; Szelenyi Z; Petervari E: A Fever-like Effect of Central Infusion of CNTF in Freely Moving Mice with Diet-Induced Obesity, J. Mol. Neurosci. 45(2): 212-215, 2011
Steiner A.A.; Molchanova A.Y; Dogan M.D.; Patel S; Pétervári E; Balaskó M; Wanner S.P.; Eales J.; Oliveira D.L.; Gavva N.R.; Almeida M.C.; Székely M; Romanovsky A.A.: The hypothermic response to bacterial lipopolysaccharide critically depends on brain CB1, but not CB2 or TRPV1, receptors, J. Physiol. 589 (Pt 9): 2415-2431, 2011
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
Rostas I; Sipos V; Soos S; Balasko M; Petervari E; Szekely M: AGE-RELATED ALTERATIONS IN THE THERMOREGULATORY EFFECTS OF ALPHA-MELANOCYTE-STIMULATING HORMONE, Abstract number: P72; Acta Physiologica 202, Supplement 684 :P72, 2011
Sipos V; Rostas I; Soos S; Balasko M; Petervari E; Szekely M: BODY COMPOSITION INFLUENCES ACUTE THERMOREGULATORY EFFECTS OF CENTRAL ALPHA-MSH INJECTION, Abstract number: P74; Acta Physiologica 202, Supplement 684 :P74, 2011
Soos S; Lorincz O; Parniczky A; Balasko M; Petervari E; Szekely M: DIFFERENTIAL EFFECTS OF CALORIC-RESTRICTION ON LEPTIN-INDUCED HYPERMETABOLISM AND ANOREXIA IN MIDDLE-AGED (LEPTIN-RESISTANT) RATS, Abstract number: P77; Acta Physiologica 202, Supplement 684 :P77, 2011
Balasko M; Szabad Á.O.; Soos S; Szekely M; Petervari E: FEEDING RESPONSIVENESS TO CATABOLIC AND ANABOLIC PEPTIDES IN RATS IN THE COURSE OF AGING, Abstract number: O3; Acta Physiologica 202, Supplement 684 :O3, 2011
Balaskó M;, Füredi N; Mikó A; Solymár M; Soós Sz; Székely M; Pétervári E: A hypertonia, az energia-háztartás, illetve a melanocortin rendszer összefüggései patkányban, Abstract S29 Hypertonia és Nephrologia 15 (Suppl. 3), 2011
Petervari E; Tenk J; Balogh Z; Soos S; Balasko M; Szekely M: Age-related shifts in the responsiveness to corticotropin-releasing factor (CRF) affecting energy homeostasis, Abstract number: O46; Acta Physiologica 202, Supplement 684 :O46, 2011
Miko A; Furedi N; Soos S; Balasko M; Petervari E; Szekely M: Alterations of energy homeostasis in spontaneously hypertensive rats (SHR), Abstract number: P59; Acta Physiologica 202, Supplement 684 :P59, 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
Székely M; Balaskó M; Soós S; Pétervári E: Peptidergic regulation of food intake: changes related to age and body composition, pp. 83-104; Chapter 4, In: J.L. Morrison: Food intake: Regulation, Assessing and Controlling, NOVA Science Publishers, 2012
Balaskó M; Soós Sz; Párniczky A; Koncsecskó-Gáspár M; Székely M; Pétervári E: Anorexigenic effect of peripheral cholecystokinin (CCK) varies with age and body composition, Acta Physiol. Hung. 99 (2): 166-172, 2012
Pétervári E; Balaskó M; Solymár M; Párniczky A; Székely M; Szelényi Z: CCK-8 induces fever-like regulated hyperthermia and symptoms of sickness behavior in mice: A biotelemetric study, J. Therm. Biol. 37: 297-301, 2012
Füredi N; Mikó A; Heppeler G.A.I.; Szekes-Solymár M; Balaskó M; Soós S; Székely M; Pétervári E: Disparate age-associated alterations in cholecystokinin effects on energy homeostasis, Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz. 65 (Suppl. 1): 22, 2012
Lőrincz O; Tenk J; Polotzek S.B.F.; Soós S;, Balaskó M; Székely M; Pétervári E: Hypothalamic thermoregulatory effects of leptin depend on age and body composition, Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz. 65 (Suppl. 1): 42-43, 2012
Szabad Á.O.; Sipos V; Soós S; Balaskó M; Székely M; Pétervári E: Feeding responsiveness to exogenous neuropeptide Y and cholecystokinin in different age-groups of rats., Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz. 65 (Suppl. 1): 61, 2012
Tenk J; Lőrincz O; Soós S; Székely M; Pétervári E; Balaskó M: Disparate age-associated alterations in corticotropin effects on energy homeostasis, Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz. 65 (Suppl. 1): 68, 2012
Balaskó M; Rostás I; Jech-Mihálffy A; Soós S; Pétervári E; Székely M: Hypothalamic melanocortin effects on thermoregulation depend on age., Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz 65 (Suppl. 1): 8, 2012
Sipos V; Szabad Á O; Rostás I; Soós S; Székely M; Pétervári E; Balaskó M: Hypothalamic melanocortin effects on thermoregulation depend on body composition, Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz 65 (Suppl. 1): 58-59, 2012
Mikó A, Füredi N, Párniczky A, Szekes-Solymár M, Gáspár-Koncsecskó M, Soós S, Pétervári E, Székely M, Balaskó M: Perinatal capsaicin-desensitization alters energy homeostasis in rats., Clin. Neurosci./Ideggyógy. Sz 65 (Suppl. 1): 45, 2012
Kmiec Z; Pétervári E; Balaskó M; Székely M: Anorexia of Aging, Vitamins & Hormones - Advances in research and applications, 92 (entitled: ANOREXIA): 319-355, 2013
Balasko M; Rostas I; Furedi N; Miko A; Tenk J; Cseplo P; Koncsecsko-Gaspar M; Soos S; Szekely M; Petervari E: Age and nutritional state influence the effects of cholecystokinin on energy balance., Exp Gerontol 48(11):1180-1188, 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
Balasko M; Tenk J; Polotzek SBF; Jech-Mihalffy A; Soos Sz; Szekely M; Petervari E: Age-related disparate shifts in the central anorexic and hypermetabolic effects of corticotropin releasing factor (CRF)., Exp Gerontol 48 (7): 693-694, 2013
Pétervári E; Rostás I; Füredi N; Mihálffy-Jech A; Soós Sz; Székely M; Balaskó: Mechanisms of sarcopenic obesity: the role of body composition in the development of age-related peptidergic regulatory changes, Period Biol 115 (Suppl 2): 45, 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
Balaskó M; Tenk J; Mikó A; Gáspár-Koncsecskó M; Soós Sz; Székely M; Pétervári E: Age-associated alterations in the acute effects of corticotropin-releasing factor (CRF) on energy balance, Period Biol 115 (Suppl 2): 15, 2013




Back »