A tápláltsági állapot és az életkor hatása a leptin és az alpha-msh energetikai hatásaira. Dr. Soós Szilvia

A tápláltsági állapot és az életkor hatása a leptin és az alpha-MSH energetikai hatásaira PhD értekezés

Dr. Soós Szilvia

PTE ÁOK Kórélettani és Gerontológiai Intézet Programvezetı: Prof. Pintér Erika Témavezetı: Prof. Székely Miklós

Pécs, 2011

Tartalomjegyzék RÖVIDÍTÉSEK

4

1. ÁLTALÁNOS BEVEZETÉS

6

1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Az energetikai egyensúly Leptin Alpha-MSH Életkorfüggı testsúly és testösszetétel változások A tápláltsági állapot hatása a testsúly és a testösszetétel változásaira

8 10 12 13 16

2. KÉRDÉSFELVETÉSEK

19

3. MÓDSZEREK

20

3.1.

Kísérleti állatok 3.1.1. Tápláltsági állapot 3.2. Biotelemetriás rendszer 3.3. Sebészeti beavatkozások, a kísérletek menete 3.3.1. Transzmitter kapszula beültetés 3.3.2. ICV mőtét és ozmotikus minipumpa beültetés 3.4. Alkalmazott anyagok 3.5. Testösszetétel vizsgálata 3.6. Statisztikai próbák 3.7. Etikai engedély 4. EREDMÉNYEK

20 20 21 23 23 23 24 25 25 25 26

4.1.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása 2, 3-4, 12 és 24 hónapos NF állatokban 4.1.1. A testsúly és a tápfelvétel változásai 4.1.2. A maghımérséklet változásai 4.1.3. A szívfrekvencia változásai 4.1.4. A horizontális lokomotoros aktivitás változásai 4.1.5. A testösszetétel változásai

26 26 29 30 31 31

4.2.

Centrális leptin infúziós hatása eltérı korú (2 és 6 hónapos) és különbözı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban 4.2.1. A testsúly és a tápfelvétel változásai 4.2.2. A maghımérséklet változásai 4.2.3. A horizontális lokomotoros aktivitás változásai 4.2.4. A szívfrekvencia változásai 4.2.5. A testösszetétel változásai 4.2.6. Az NPY hatása különbözı tápláltsági állapotban

33 33 34 36 36 38 39

4.3.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása eltérı korú (2 és 6 hónapos) és különbözı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban 40 4.3.1. A testsúly és a tápfelvétel változásai 40 41 4.3.2. A maghımérséklet változásai 4.3.3. A horizontális lokomotoros aktivitás változásai 42 2

4.3.4. A szívfrekvencia változásai 4.3.5. A testösszetétel változásai 5. KÖVETKEZTETÉSEK 5.1. 5.2. 5.3.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása 2, 3-4, 12 és 24 hónapos állatokban Centrális leptin infúziós hatása fiatal és különbözı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban Centrális alpha-MSH infúziós hatása fiatal és különbözı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban

6. ÖSSZEFOGLALÁS 7. PERSPEKTÍVÁK 8. IRODALOMJEGYZÉK 9. PUBLIKÁCIÓK JEGYZÉKE 10. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

43 44 46 46 47 49 51 52 54 69 75

3

Rövidítések ACTH ACT AgRP alpha−MSH ARC BBB BW CART CCK CR CR6 CRP ∆BW DIO DR FI FM GSK HF6 HFD HL HR HR-min HR-max IC ICV IRS KO LHA IP PI3K Jak LBM MC MCR MR NF2 NF3-4 NF6 NF12 NPY MAPK MTII Ob gén Ob-R PFS POMC PVN SEM SOCS-3 STAT-3 Tc

adrenocorticotrop hormon spontán horizontális lokomotoros aktivitás agouti-releated peptide alpha-melanocyta stimuláló hormon nucleus arcuatus blood-brain barrier/vér-agy gát body weight/testtömeg cocaine-amphetamine-regulated transcript cholecystokinin calorie restricted/kalória-restrikciós calorie restricted/kalória-restrikciós 6 hónapos C-reaktív protein testtömeg változás diet induced obese diéta rezisztens food intake/táplálék felvétel fat mass/zsírtartalom glycogen synthase kinase high fat diet/elhízott 6 hónapos high fat diet heat loss/hıleadás heart rate/szívfrekvencia nappali minimum szívfrekvencia éjszakai maximum szívfrekvencia intracelluláris intracerebroventricularis insulin receptor substrate knockout lateralis hypothalamus intraperitonealis phosphatidylinositol 3-kinase janus tyrosine kinase lean body mass/sovány testtömeg melanocortin melanocortin receptor metabolic rate/metabolikus ráta normal fed/normál táplálású 2 hónapos normal fed/normál táplálású 3-4 hónapos normal fed/normál táplálású 6 hónapos normal fed/normál táplálású 12 hónapos neuropeptid Y mitogen-activated protein kinase melanotan II obes/leptin gén leptin receptor pyrogen-free-saline proopiomelanocortin nucleus paraventricularis standard error of mean suppressor of cytokine signaling-3 signal transduction and activation of transcription-3 core temperature/maghımérséklet

4

Tc-min Tc-max UCP VMH VO2 WHO

nappali minimum maghımérséklet éjszakai maximum maghımérséklet uncoupling protein ventromedialis hypothalamus oxigénfogyasztás World Health Organization

5

1. Általános bevezetés A társadalom elöregedésével párhuzamosan egyre komolyabb népegészségügyi problémát jelent a testsúly hosszútávú szabályozásával összefüggı két jellegzetes eltérés: a középkorúak (30-60 év) elhízása (Scarpace és mtsai, 2000a; Cameron és mtsai, 2003) és az idıskori (75 év felett) anorexia, következményes sarcopenia (Morley 2001; Di Francesco és mtsai, 2007). Epidemiológiai adatok szerint a testsúly kb. 45-55 éves korig fokozatosan nı, majd 70-75 éves korig inkább stagnál, ezt követıen pedig minden nyilvánvaló kóros ok, vagy szándékosság (pl. fogyókúra) nélkül csökkenni kezd (Steen és mtsai, 1979; Steen 1988). 20 és 70 éves kor között – még közel állandó testtömeg (body weight – BW) mellett is – a testösszetétel óriásit változik, a zsírtartalom (fat mass – FM) gyarapodik, átlagosan kétszeresre nı (Shimokata 1989) a sovány testtömeg (lean body mass – LBM), ill. fıleg az izomzat rovására. A korfüggı testösszetétel változást jól jellemzi LBM/FM arány, mely 20évesben: 60/13 kg, 75-évesben: 48/26 kg (Székely és mtsai, 2004a). A korfüggı testösszetétel változások jelentıségét aláhúzza, hogy mind a középkorúak elhízása, mind az idıskori sarcopenia jelentıs morbiditast, mortalitast növelı tényezık. Az elhízás mértékével exponenciálisan nı a mortalitas. Enyhe fokú elhízás esetén a halálozás mintegy kétszeres, míg súlyos (morbid) obesitas már jelentısen (12x-re) növeli a kockázatot. Az elhízás elsısorban a fejlett országokat érintı világjelenség, elıfordulása minden kontinensen drámaian növekszik. Az elhízás jelentıségét mutatja, hogy a WHO 1998ban krónikus, recidiváló betegségnek deklarálta. Az American Heart Association a koszorúérbetegségek kialakulása szempontjából a dohányzás után a második legjelentısebb kockázati tényezınek

jelölte

meg

(Egészségügyi

Minisztérium

Szakmai

protokoll,

2008).

Magyarországon az Egészségügyi Stratégiai Kutatóintézet egy 2004-es tanulmánya szerint a kifejezett elhízás 1,5 millió embert érint, további 2,7 millió pedig túlsúlyosnak minısül. Elhízás alatt a testzsír mennyiségének felhalmozódását értjük a zsírmentes testtömeghez viszonyítva. A középkorúak elhízására a hypertrophias típusú, törzsre lokalizált obesitas jellemzı (Scarpace és mtsai, 2000a). A visceralis obesitas jelentısen megnöveli anyagcsere-, szív- és érrendszeri betegségek elıfordulását, de emellett számos betegség, pl. daganatok (emlı, vastag- és végbél, endometrium és vese tumor), epekı, alvási apnoe szindróma, alsó végtagi

nagy

ízületi

arthrosisok,

vénás

elégtelenségek

(mélyvénás

thrombózis,

thrombophlebitis), gyakoribb sebfertızıdések kialakulásában is fontos oki szerepet játszik. Az elhízás hátterében feltételezhetıen genetikai tényezık, túlzott energiabevitel, elégtelen

6

fizikai aktivitás, pszichés zavarok, gyógyszer mellékhatások, szociális tényezık állhatnak. Kialakulásában emellett nagyon fontos szerepe van a testtömeg-szabályozás zavarainak (Egészségügyi Minisztérium Szakmai protokoll 2008). Nemcsak a középkorúak testsúlynövekedése, hanem az idıskori anorexia is multifaktoriális. Életkorral jellemzıen csökken az étvágy és a táplálékfelvétel, melyet a testsúly csökkenése, fehérje energia malnutríció követ. Az idıskori elégtelen táplálkozásnak lehetnek szociális (szegénység és magány), vagy pszichológiai okai (pl. leggyakrabban depresszió), de befolyásolhatják fizikai tényezık (pl. immobilizáció vagy hiányos fogazat) és az

életkorral

gyakoribbá

válló

kóros

állapotok

(pl.

szívelégtelenség,

malignitás,

gastrointestinalis rendellenességek, krónikus gyulladások és fertızések, gyógyszerek stb.). Az esetek jelentıs részében azonban az anorexiának nincs kimutatható oka (valódi „aging anorexia”) (Morley 1997; MacIntosh és mtsai, 2000). A legnagyobb problémát az izomzat vesztése és az osteoporosis, azaz a LBM csökkenése jelenti. Az izomvesztés 30%-nál nagyobb mértékét sarcopenianak nevezzük (Doherty 2003). A sarcopenia az izomerı jelentıs csökkenését eredményezi. Az izomgyengeség motoros-funkció korlátozottságával, egyensúlyzavarokkal párosul. Így gyakoribbá válnak az elesések, amelyek az immobilizáció miatt kialakuló fokozott osteoporosis révén súlyos törésekhez vezethetnek, illetve további izomvesztést is eredményeznek. A folyamat könnyen progresszívvé válik, további ágyhozkötöttséget, decubitusokat, fertızéseket okozhat. Az aktív szövetek vesztése miatt csökkenı anyagcsere étvágytalanságot, a napi aktivitás és életminıség romlását, fokozatosan kialakuló funkcionális károsodásokat, 3-4-szeres gyakorisággal önellátási képtelenséget, depressziót, kognitív zavarokat és nagyobb mortalitást is jelent. Utóbbi oka alapvetıen a fehérjetartalékok csökkenésében keresendı – ennek következtében viszont viszonylag enyhe és átmeneti állapotromlás és kalóriavasztés (fertızés, láz, trauma, mőtét stb.) hatására is rövid idı alatt súlyos hypoproteinaemia alakulhat ki. A beteg gyorsan egy relatív éhezési állapot késıi stádiumába kerülhet, ami pedig a struktúrproteinek fogyása, a légzıizmok sorvadása miatti hypoventillatio, ill. a gluconeogenesis elégtelensége és az immunvédekezés zavara révén végzetes lehet (Székely és mtsai, 2004a). Bár mind az elhízás, mind az anorexia számos komplex szociális, pszihológiai oki tényezıt is tartalmaznak, az életkorfüggı testösszetétel elváltozások nemcsak humán, de állatkísérletekben is hasonló tendenciákat mutatnak. Így az állatkísérletek jó modellként szolgálhatnak a kor, illetve testösszetétel-függı szabályozási változások megismerésére, a korfüggı humán testsúly és testösszetétel elváltozások hátterének pontosabb megértésére. 7

1.1.

Az energetikai egyensúly Az energia egyensúly fenntartása a táplálékfelvétel (food intake – FI), anyagcsere

(metabolic rate – MR) és hıleadás (heat loss – HL) függvénye (1. ábra).

1. ábra: Az energetikai homeosztázis elemei

A táplálékfelvétel és az anyagcsere egyensúlyából rövidtávon a pillanatnyi táplálkozási állapot (éhség, jóllakottság), hosszú távon pedig a tápláltsági állapot (alultápláltság, elhízás) vezethetı le. Az anyagcsere és hıleadás egyensúlya a maghımérsékletet (core temperature – Tc) befolyásolja. Az energetikai egyensúly fenntartásáért elsısorban tehát a táplálékfelvétel, az anyagcsere és a hıleadás felelıs, szabályozásában rövid- és hosszú-távú komponenseket különítenek el. Az FI rövid távú szabályozás szignáljai (2. ábra) elsısorban a gyomor-bélrendszerbıl indulnak, az aktuális táplálékfelvétellel kapcsolatosak és fıleg a táplálkozási folyamat terminálásáért felelısek (meal-size beállításáért), kevésbé befolyásolják az anyagcserét. Nutriensek (pl. glükóz), valamint nutriens metabolitok és neuralis (pl. feszülés) szignálok (n. vagus) mellett gasztrointestinalis hormonok közvetítik ezt a típusú szabályozást. A postprandialisan szekretált cholecystokinin (CCK) az epehólyag mőködésének, illetve a pylorus

kontraktilitásának

szabályozása

mellett

hozzájárul

a

jóllakottság-érzés

jelentkezéséhez, csökkenti a meal-size-t. (Morley 1989). A ghrelin éhezésben elsısorban a gyomor fundus (oxyntic mucosa - X/A like sejt) sejtjeiben termelıdik (Tschöp és mtsai, 2000; Rosicka és mtsai, 2002), amíg elválasztását az odajutó táplálék gátolni nem kezdi. Hatása több mechanizmussal érvényesül: a hypothalamusban fokozza a neuropeptid Y (NPY) expresszióját (Shintani és mtsai, 2001), gátolja a proopiomelanocortin (POMC) rendszert, 8

kompetícióban áll a leptin hatásaival (Horvath és mtsai, 2001). Zsírégetést gátló hatását hosszú távon is kifejti (Tschöp 2000), elhízást eredményezve.

2. ábra: A rövid- és hosszútávú szabályozás elemei (Akimoto és Miyasaka, 2010)

A FI hosszú távú szabályozásban szereplı humorális jelek (pl. leptin, inzulin centrális hatásai) a szervezet energia-állapotát közvetítik, és a táplálékfelvételt és az anyagcserét egyaránt befolyásolják. Kiemelendı, hogy az energiaforgalom és a testsúly hosszútávú szabályozásában, az éhezéshez ill. a táplálékfelvételhez történı energetikai adaptációban, valamint a hıregulációban szerepet játszó idegi és hormonális tényezık egymással összefüggı hatásrendszert alkotnak. A homeosztatikus rendszerek szoros kapcsolatát támasztja alá, hogy egyre több közös, azaz mind a táplálékfelvétel mind a testhımérséklet szabályozásában szerepet játszó centrális mediátort sikerült azonosítani. Számos peptid koordinált táplálékfelvételi – anyagcsere – hıszabályozási hatással bír. Az NPY például koordinált anabolikus hatású (energia-tartalékoló) szabályozási mintázatot mutat: éhezésben centrális szintje nı, ami táplálékfelvételt indukál (orexigén) és szimultán hypometabolismust és hypothermiát eredményez. Mindezek következményeként a testsúly növekszik (Morley 1987; Balaskó és mtsai, 1999; Székely és Balaskó, 1999; Székely és mtsai, 2004b). Ezzel szemben

koordinált

katabolikus

hatással

bír

a

proopiomelanocortin/melanocortin

(POMC/MC) rendszer. Az MC rendszer endogén agonistája az alpha-melanocyta stimuláló hormon (alpha-MSH) a táplálékfelvétel szuppressziója (anorexigén) és a MR fokozása útján a testsúly csökkenését eredményezi (Vergoni és mtsai, 1986). Hasonlóképpen koordinált katabolikus hatással bír a corticotropin-releasing factor (CRF), amely a környezethez való

9

alkalmazkodás során fontos szerepet játszik az energia homeosztázis megırzésében, stressz válaszban (Beck, 2000). Egyes mediátorok (pl. bombesin) hatása ilyen koordinált rendszerben nem értelmezhetı, mert az FI gátlása mellett a MR-t is csökkenti (Székely és mtsai, 2004b). Az orexigén és anorexigén mediátorok egyensúlya fontos szerepet játszik a testsúly szabályozásában. Az anorexigén anyagok dominanciája, melyek általában katabolikusak és az anyagcserét fokozzák, a testsúly csökkenését eredményezik. Ezzel szemben az orexigén hatások erısödése a testsúly növekedéséhez vezet. Irodalmi adatok (Kmiec, 2011) szerint az életkor elırehaladtával mind a rövidtávú, mind a hosszútávú szabályozási rendszerek komponenseinek hatékonysága változik, ami hozzájárulhat az életkorfüggı testösszetétel változások kialakulásához.

1.2.

Leptin Az anyagcserét szabályozó perifériás mediátorok közül a leptin kiemelt szereppel bír a

testsúly hosszútávú szabályozásában. Az inadekvát leptin hatás az elhízás kialakulásában gyakran központi szerepet játszik. Állatkísérletekben a leptin hiánya (Friedman és Halaas, 1998) és a károsodott leptin receptor súlyos elhízáshoz, metabolikus eltérésekhez, hideg érzékenységhez vezet (Trayhurn és mtsai, 1978; van Dijk és mtsai, 1999; Steiner és mtsai, 2004). A hosszútávú szabályozás mellett a leptin a rövidtávú energetikai szabályozásban is részt vesz: éhezésben szintje csökken, postprandialisan pedig nı. A leptint döntıen a perifériás fehér zsírszövet termeli, mennyisége arányos a zsírszövet mennyiségével, a zsírsejtek méretével és trigliceridtartalmával (Maffei és mtsai, 1995, Jéquier 2002). Szérum szintje 3-5 ng/ml. A szérum szint diurnális ingadozást mutat, éjszaka nagyobb, mint nappal. Kis mennyiségben a placentában, a gyomor parietális sejtjeiben, a vázizomban, a májban és a csontvelıben is termelıdik (Hoggard és mtsai, 1997; Mix és mtsai, 2000). A 167 aminosavból álló peptidet az obes (Ob) gén kódolja (Zhang és mtsai, 1994). Termelıdését az inzulin (Saladin és mtsai, 1995) és glükokortikoidok (Slieker és mtsai, 1996) fokozzák, a tesztoszteron (Blum és mtsai, 1997) és a pajzsmirigy hormonok (Escobar és mtsai, 1997) gátolják. Koordinált katabolikus hatással rendelkezik: csökkenti a táplálékfelvételt és testsúlyt, valamint növeli az anyagcserét (Pelleymounter és mtsai, 1995). Hatását elsısorban a hypothalamus nucleus arcuatusában fejti ki, ahol gátolja az orexigén peptidek (pl. NPY, agouti-releated peptide – AgRP, endocannabinoidok) és fokozza az anorexigén peptidek (POMC, alpha-MSH, cocaine-amphetamine-regulated transcript – CART) termelıdését (Sahu

10

2004). Elıbbiekhez társul még a lateralis hypothalamusban (LHA) található glukóz-érzékeny neuronok gátlása, a ventromediális hypothalamusban (VMH) és paraventricularis nucleusban (PVN) található glukóz-érzékeny neuronok stimulációja (Shiraishi és mtsai, 2000). Az anyagcsere-növelı hatásához hozzájárul, hogy a MC rendszeren keresztül a barna zsírszövetben fokozza az ú.n. szétkapcsoló/uncoupling proteinek (UCP) expresszióját és ezáltal a hıtermelést (Scarpace és mtsai, 1997), valamint fokozza a szimpatikus aktivitást (Dunbar és mtsai, 1997) és a zsírégetést (Zhou és mtsai, 1997). A leptin receptor hat izoformáját írták le (Ob-Ra-f). Az Ob-Ra és Ob-Rc a plexus choroideusban és a kapillárisokban expresszálódik, szerepük a leptin felvétele, vér-agy-gáton történı transzportja, míg az Ob-Re solubilis receptor. A leptin az energetikai egyensúlyra gyakorolt hatásait Ob-Rb receptoron keresztül fejti ki, mely a hypothalamicus nucleus arcuatusban (ARC), VMH és PVN magokban expresszálódik (Elias és mtsai, 1999). Az energetikai hatásokért (3. ábra) elsısorban az intracelluláris (IC) STAT-3 (signal transduction and activation of transcription-3) jelátvivı és transzkripciós út aktiválódása felelıs (Jiang és mtsai, 2008), melyen keresztül a leptin fokozza a POMC expressziót (Kitamura és mtsai, 2006).

3. ábra: A leptin intracelluláris jelátviteli útjai (Procaccini és mtsai, 2009)

11

Ezt az utat a SOCS-3 (suppressor of cytokine signaling-3) gátolja. A leptin hatásában fontos szerepe van a MAP-kinase (Minokoshi és mtsai, 2004) és az IP3 útvonalaknak (Zhao és mtsai, 2002) is. Állatkísérletes adatok alapján intracerebroventricularis (ICV) IP3 inhibitor (LY294002) infúziója mellett a leptin nem képes kifejteni anorexigén hatását (Niswender és mtsai, 2001). Egyre több adat van a leptin és inzulin (insulin receptor substrate – IRS-en, IP3on át) jelátviteli útjainak kapcsolódásáról (Szanto és Kahn, 2000). Ugyanakkor a jelátviteli utak egy részének szerepe még nem pontosan tisztázott. Egyes munkacsoportok az életkorral a leptinérzékenység csökkenését írták le, amiben elsısorban magának az életkornak tulajdonítottak szerepet (Gabriely és mtsai, 2002), míg más irodalmi adatok a korfüggı elhízást, testösszetétel változást tartották fontosabbnak a leptinrezisztencia kialakulásában (Scarpace és mtsai, 2000b), illetve a két tényezı együttes szerepét is felvetették.

1.3.

Alpha-MSH Az MC rendszer az energia egyensúly és a testsúly szabályozásában központi szerepet

játszik (Adan és mtsai, 2006). Endogén agonistája az alpha-MSH, a POMC precursor molekulából képzıdı peptid, mely a hypothalamicus melanocortin receptor-4-t (MCR4) stimulálva (Tatro és Entwistle, 1994) fejti ki koordinált katabolikus hatását. Jelenleg öt MCR-t ismerünk. Az MCR1 receptor melanocytákban expresszálódik (Mountjoy és mtsai, 1992). Az MCR2 receptorok a mellékvese kéreg területén találhatóak, és kizárólag adrenocorticotroph hormont (ACTH-t) képesek kötni, míg a többi receptor altípushoz a POMC más származékai is kapcsolódhatnak (Kubo és mtsai, 1995). Az energetikai egyensúly szabályozásáért felelıs MCR3 és MCR4 a központi idegrendszerben helyezkednek el (Kask és mtsai, 2000; Marks és mtsai, 2003; Butler és mtsai, 2000). Az MCR5 különbözı perifériás szövetekben (pl. vázizomzat, bır, mellékvese és lép) expresszálódik (Gantz és mtsai, 1994). Az alpha-MSH a legerısebb affinitást az MCR4-hez mutatja (Hillebrand és mtsai, 2002). A táplálékfelvételt csökkentı hatása mellett fontos befolyással bír az anyagcsere folyamatokra, fokozza a szimpatikus aktivitással összefüggı hıtermelést (Zimanyi és Pelleymounter, 2003), az MCR3-receptorokon keresztül fokozza a zsírégetést (Marks és mtsai, 2001), valamint a barna zsírszövetben az UCP-nek az overexpressziója révén a hıtermelést (Haynes és mtsai, 1999). Az alpha-MSH energia egyensúlyra gyakorolt sokrétő

12

hatását jelzi, hogy mindezek mellett antipiretikus hatását is leírták (Balaskó és mtsai, 2010; Székely és mtsai, 2010). Az MCR4 receptorok a táplálékfelvételhez való rövid- és hosszútávú alkalmazkodásban egyaránt fontosak. Állatkísérletekben az MCR3 és MCR4 antagonisták adásával megakadályozható az alpha-MSH infúzió táplálékfelvétel-csökkentı és anyagcsere-növelı hatása (Seeley és mtsai, 1997). A testtömeg-szabályozásban betöltött kiemelt szerepét mutatja, hogy az MCR4 gén knockout (KO) egerek elhízottak és hyperphagiasak (Huszar és mtsai, 1997). A receptor altípusok azonban eltérı hatással bírnak, erre utal pl., hogy a MCR3 KO egerek elhízottak, de nem hyperphagiasak (Butler 2006): azaz az MCR3-ok a metabolikus folyamatokat szabályozzák elsısorban. Nemcsak rágcsálókban, de emberben is ismertek olyan MCR3 (Lee és mtsai, 2002) MCR4 gént (Vaisse és mtsai, 1998) érintı mutációk, amelyek elhízáshoz vezetnek. Az esetlegesen túl magas kalóriabevitelhez való metabolikus adaptációban betöltött kulcsfontosságú szerepüket támasztják alá egerekkel végzett megfigyelések: zsírdús táplálkozás normál egértörzsekben a fizikai aktivitás, illetve az energiaforgalom fokozódását vonta maga után (kivédve a testsúly jelentıs növekedését), míg MCR4 KO egerekben elhízáshoz vezetett (Huszar és mtsai, 1997). Az MCR4 nem-specifikus antagonistája, az AgRP a FI fokozódását idézi elı. Az AgRP túltermelıdése jellegzetes obesitast okoz egerekben (Ollmann és mtsai, 1997), míg AgRP hiányos egerek életük végig soványak maradnak, a fokozott anyagcseréjük miatt nem hajlamosak a korfüggı elhízásra (Wortley és mtsai, 2005).

1.4.

Életkorfüggı testsúly és testösszetétel változások Az öregedéssel mind a rövid-, mind pedig a hosszútávú szabályozás érzékenysége

változhat. Az életkorral ezen komplex szabályozó rendszerek egyes komponensei különbözı dinamikával módosulhatnak, ami magyarázhatja az energetikai státusz, a testsúly, és a testösszetétel korfüggı változásait. Az öregkori anorexiára jellemzı relatív éhezési állapotban, mint minden éhezésben, a fehérjék bontása elıtérbe kerül, a malnutríció a testösszetétel megváltozását és fıként fehérje (izom) hiányt jelent. A testsúllyal szemben a testösszetétel alakulása az elsıdleges, ezért esetenként még magas testtömeg (BW) mellett is alacsony lehet az izomzat mennyisége és a fehérje tartalom. A táplálékfelvétel/energialeadás aránya napról napra változik. Ezt a fluktuációt a normál testtömeg-szabályozás jól kiegyensúlyozza. Idıs emberekben (65-70 év)

13

sem az idıszakos éhezésre, sem a túletetésre nem megfelelı a szabályozó rendszer válasza (dysorexia). Ezért az idıs emberek, különösen fogyással járó betegségeket követıen, nem tudják megtartani a normál testsúlyukat és a testtömeg változásai könnyen progresszívvé válhatnak (Roberts és mtsai, 1994), ami felhívja a figyelmet az idısekben egyébként gyakran elıforduló protein-caloria malnutritio (Wilson és mtsai, 1998) kockázatára. A dysorexia önmagában nem magyarázza meg, hogy miért jellemzıen testsúly csökkenést látunk késıi öregkorban (míg korábban inkább növekedést). Hátterében feltételezhetı, hogy a szabályozás egyes tényezıi az életkor elırehaladtával eltérı dinamikával változnak. A soványodás hátterében az idısödés során felboruló energetikai homeosztázis, fokozodó anorexigén hatások és a fiziológiás öregedéssel járó étvágytalanság (korai jóllakottság és feeding drive csökkenés) a döntı. Az idısekben fellépı korai jóllakottság érzés feltételezi a rövidtávú szabályozás változását. A szérum CCK-szint a korral lépcsızetesen nı, az alap szekréció egyre magasabb (Masclee és mtsai, 1988), a postprandialis emelkedés is egyre kifejezettebb (MacIntosh és mtsai, 1999). Csökken a CCK degradáció és egyre fokozódik a CCK érzékenység (MacIntosh és mtsai, 2001). Anorexiás öregekben különösen elnyújtott a CCK hatás: erıs a FI suppressio, fıleg a meal-size csökken. A gyomorfeszülés fıleg késıi öregségben nagyobb (merevebb fundus miatt az antrum jobban feszül és a teltségérzet hamarabb kialakul (Clarkston és mtsai, 1997), ami synergista hatás a CCK-val és hozzájárulhat a korai jóllakottsághoz. Ezzel párhuzamosan a gyomor idıskori szerkezeti változásai mellett a gyomor fundus által termelt ghrelin szérum-szintjének csökkenését is leírták (Rigamonti és mtsai, 2002, Akimoto és mtsai, 2010), ami az idıskori éhség szignál mérséklıdésére utal. A relatív ghrelin hiány hozzájárulhat a zsírégetés visszaszorulásához és ezzel a késı öregkori testösszetétel jellemzı változásához. A rövidtávú szabályozás korfüggı változásai mellett az öregedéssel az anorexigén neuropeptidek aktivitásának túlsúlya feltételezhetı az orexigén mediátorokkal szemben. Öregkorban az NPY-szint (Kmiec, 2010) mellett az NPY hatékonysága is csökken (Kowalski és mtsai, 1992; Pich és mtsai, 1992; Gruenewald és mtsai, 1996). Fiatal, középkorú és idıs állatokat összehasonlítva fokozatosan csökkent a NPY orexigén hatása. Emellett a korral más orexigén mediátorok, pl. az orexin hatásának csökkenését is leírták (Akimoto-Takano és mtsai, 2005; Akimoto-Takano és mtsai, 2010). Kimutatható, hogy az életkorral károsodik a leptin hatása a hypothalamus NPY szintézisére: éhezés során kialakuló csökkent leptin szint fiatal állatokban a hypothalamus NPY mRNS mennyiségének növekedését eredményezi, míg a táplálék megvonását követıen idıs állatokban változatlan marad az NPY mRNS szintje (Li 14

és mtsai, 1998). A leptin receptor gén expresszió csökkenését is igazolták idıs Wistar patkányok hypothalamusában (Fernández-Galaz és mtsai, 2001). Emellett az IC utak eltéréseit, a STAT3 út gyengülését írták le idıs, elhízott állatokban, amit a fokozott SOCS-3 aktiváció miatti jelátvitel gátlás eredményezett (Wang és mtsai, 2001). A leptin hatásának csökkenése mellett a leptin gén-expresszió korfüggı növekedését mutatták ki a zsírszövetben (Li és mtsai, 1997). Ez a korfüggı, tartós leptin szint növekedés fontos oki szerepet játszhat a leptin rezisztencia kialakulásában. A leptin támadáspontja, a POMC esetén egyrészt korfüggı gén-expresszió csökkenést (Gruenewald és Matsumoto, 1991; Abel és Rance, 1999), másrészt késıbb változatlan POMC expressziót írtak le (Wolden-Hanson és mtsai, 2006). Ugyanakkor a leptin rezisztencia ellenére a melanocortin rendszer érzékenysége idıs állatokban megtartott volt mind exogén MC agonista (melanotan II – MTII) és antagonista (SHU9119) adásakor (Zang és mtsai, 2004), mind ICV endogén agonista (AgRP) adásakor (Wolden-Hanson és mtsai, 2006). Bár a leptin központi szerepet játszik a POMC rendszer aktivációjában, nem minden POMC neuron esetén mutatható ki leptin receptor (Munzberg és mtsai, 2003) és leírták az MC rendszer leptintıl független aktiválódását is gén-manipulált állatokban (Li és mtsai, 2003; Mizuno és mtsai, 2003). Egyre több adat áll rendelkezésre arról, hogy a melanocortin rendszer leptintıl függetlenül is aktiválódhat. Macronutriensek, pl. a glükóz (Ibrahim és mtsai, 2003), zsírsavak és metabolitjaik (Lopez és mtsai, 2005), leucin (Blouet és mtsai, 2009), valamint enzimek (pl. zsírsav szintáz; Cha és mtsai, 2004), citokinek (Abbud és mtsai, 2004), gastrointestinalis hormonok (Tong és mtsai, 2007), ösztrogén (Gao és mtsai, 2007) hatással vannak a POMC neuronok mőködésére. Nesfatin-1 is képes leptintıl függetlenül aktiválni a POMC rendszert és csökkenteni a táplálékfelvételt (Maejima és mtsai, 2009, Stengel és Taché, 2010). A kalória restrikció (CR) kedvezı hatásairól idıs állatokban is vannak adatok. CR-t követıen 24 hónapos állatokban fokozódott az NPY szintézis és az NPY szint a nucleus arcuatusban és a periventricularis területeken (Fernández-Agulló és mtsai, 2006). Emellett 3 hónapos CR az idıs állatokban mérsékelte a leptin szintet és a leptin hatékonysága, tápfelvételt csökkentı hatása is javult, csökkent a visceralis zsír mennyisége (FernándezGalaz és mtsai, 2002; Escrivá és mtsai, 2007). Jelen adatok alapján felmerül, hogy a leptin érzékenység csökkenés szempontjából a korfüggı elhízás lehet fontosabb tényezı a korral szemben, mivel a CR helyre tudja állítani a leptin érzékenységet idıs állatokban is. Azonban emellett fontos megítélni, hogy CR-nak milyen hatása van az idıs állatok testösszetételére, a zsír mennyisége mellett miként befolyásolja az LBM-t, különösen az izomzat tömegét. 15

1.5.

A tápláltsági állapot hatása a testsúly és a testösszetétel változásaira Az életkor-függı elhízás leptin rezisztenciához vezet (Scarpace és mtsai, 2000b). A

szérum leptin-szint jelentısen emelkedett a legtöbb elhízott emberben, aminek a testsúly csökkenését kellene eredményeznie (Condsidine és mtsai, 1996). Ennek ellenére a testsúly progresszív növekedése figyelhetı meg. Ez arra utal, hogy mind humán, mind állatkísérletekben az elhízás mellett kialakuló tartósan magas leptin-szint leptin rezisztencia kialakulásához vezet (Halaas és mtsai, 1997). Ennek jelentıségét aláhúzza, hogy a leptin érzékenység csökkenése már korai életkorban is megjelenhet az elhízás következményeként, ami aztán meggyorsíthatja a további elhízást. A nucleus arcuatusban az alpha-MSH termelése a leptin hatására aktiválódik. Mivel a leptin mennyisége arányos a zsír mennyiségével, ezért túltáplálás következményeként a megnövekedett mennyiségő zsírszövet több leptint termel, ami a POMC neuronok fokozott aktivációjához vezet, ezáltal csökken az FI, nı az anyagcsere. Ezzel ellentétben az éhezés során a csökkent zsírmennyiség és a következményesen csökkent leptin-szint mellett a POMC aktiváció is csökken, így nı az FI és csökken az anyagcsere (Mizuno és mtsai, 1998; Hagan és mtsai, 1999). A legtöbb elhízott ember leptin-szintje emelkedett, a táplálékfelvétel gátlása mégsem megfelelı: leptin rezisztencia áll fenn. Irodalmi adatok alapján elhízásban mind a magas endogén leptin-szintre, mind a centrálisan adott exogén leptinre mutatkozó válaszkészség csökken (Shek és Scarpace, 2000). Krónikus állatkísérletekben, diétás hatásra elhízott (DIO – diet-induced-obesity) állatokban mind a perifériásan (intraperitonealis – IP), mind a centrálisan

(intracerebroventrikuláris

=

ICV)

adott

leptinre

szignifikánsan

kisebb

táplálékfelvétel- és testsúly-csökkenés alakult ki (Rahmouni és mtsai, 2005). Az elhízás mellett kialakuló károsodott leptin-hatás mögött mind a perifériás, mind a centrális leptin rezisztencia szerepe felmerül. A perifériás leptin rezisztencia kialakulhat egyrészt a solubilis leptin receptorok (Ob-Re) szintjének csökkenése, másrészt az Ob-Ra, ObRc károsodása, illetve a tápláltsági állapot (pl. a magas triglicerid szint) miatt (Shimuzu és mtsai, 2007). Valamennyi tényezı hatására károsodik a leptin vér-agy gáton való átjutása. A leptin csökkent transzportja miatt a liquor/vér leptin arány csökken (Caro és mtsai, 1996; Schwartz és mtsai, 1996). A leptin a vér-agy-gáton átjutva elsısorban a hypothalamus OB-Rb receptorához kötıdik. A receptorhoz való kötıdést az emelkedett C-reaktív protein (CRP) szint gátolja (Chen és mtsai, 2006). Mivel az elhízás mértékével a CRP szint pozitív

16

korrelációt mutat, ez hozzájárulhat a kialakuló leptin rezisztenciához. Irodalmi adatok azonban sokkal inkább az intracelluláris jelátviteli utak károsodása miatt kialakuló centrális leptin rezisztenciát hangsúlyozzák az elhízás mellett megjelenı csökkent leptin-hatás hátterében (Levine és mtsai, 2003, Scarpace és mtsai, 2009). Egerek, amelyekben károsodott a leptin receptor – STAT3 kapcsolat, elhízottak és hyperphagiasak (Bates és mtsai, 2003). DIO egerekben a leptin-indukálta STAT3 foszforiláció csökkenése mellett elmaradt a MAPK útvonal gátlása (Martin és mtsai, 2006). Különös jelentıséggel bír a leptin-indukálta SOCS-3 upreguláció. Krónikus centrális leptin infúzió hatására nı a SOCS-3 mRNS és fehérje szintje a hypothalamusban (Pal és Sahu, 2003), ugyanakkor SOCS-3 hiányos egerekben fokozott leptin érzékenységet igazoltak, és ezek az állatok rezisztensek a diéta indukálta elhízásra (Mori és mtsai, 2004). Az elhízás korai fázisában, 8 héttel a magas zsírtartalmú diéta (HFD – high fat diet) kezdete után, az MC4R gén mennyisége még nem változott, de a POMC mennyisége már csökkent a nucleus arcuatusban (Schwartz és mtsai, 1997). 16 hetes HFD-t követıen az MCR4 receptorok overexpresszióját írták le. Ennek ellenére az egerek rezisztensek voltak a leptin anorexigén hatására és a POMC-szintjük hasonló volt a kontroll csoportéhoz (Gout és mtsai, 2008). Ugyanakkor MC rendszer fokozott érzékenységére utalhat, hogy leptin rezisztencia mellett, elhízott Zucker patkányok esetén, MTII adására nagyobb mértékő anorexia alakult ki, mint a sovány kontroll csoportban (Hwa és mtsai, 2001; Cettour-Rose és Rohner-Jeanrenaud, 2002). Állatkísérletekben, bár igazolható a korral összefüggı testsúly és testösszetétel változás (korfüggı elhízás), ugyanakkor az is jól látható, hogy ez kisebb mértékő, mint a magas zsírtaltalmú diétán tartott állatok zsírtömeg növekedése, illetve pl. a leptin-receptor hiányos állatok elhízásának mértéke. Ebbıl is származhatnak az irodalmi adatokban fellelhetı ellentmondások, amelyek hol a tápláltsági állapot jelentıségét, hol önmagában az életkort teszik felelıssé a leptin rezisztencia kialakulásáért. Scarpace és munkatársai (1997) igazolták, hogy a patkányok testsúlya és zsírmennyisége 24 hónapos korig nı a korral (majd ezt követıen csökken), de az emellett kialakuló leptin-szint növekedést a zsírmennyiségtıl függetlennek találták. Ugyanakkor más munkacsoportok a korfüggı leptin-szint növekedést arányosnak találták a teljes testzsír, illetve a subcutan zsír mennyiségével, de nem találtak kapcsolatot a leptin-szint és a visceralis zsír mennyisége között (Wolden-Hanson és mtsai, 1999). Az elhízással, illetve túlzott kalóriabevitellel szemben számos vizsgálat értékelte a kalória restrikció hatását (Weindruch és mtsai, 1997; Maroso, 2000; Green és mtsai, 2011). A 17

CR megnövelte az élettartamot, késıbbi idıpontra tolta az öregedési folyamatok révén megjelenı betegeségeket. A CR mind a perifériás, mind a centrális testsúly-szabályozásban érintett peptidek termelıdését és hatékonyságát is befolyásolta. Mind a rövid- (Dubuc és mtsai, 1998), mind a hosszútávú CR (Wisse és mtsai, 1999) a leptin szint csökkenéséhez vezetett. CR mellett az MC4R upregulációját írták le (Harrold és mtsai, 1999). Éhezés során, alacsony leptin szint mellett szignifikánsan kevesebb ACTH, illetve desacetyl-alpha-MSH mutatható ki a nucleus arcuatusban, ami csökkent POMC bioszintézisre utal (Perello és mtsai, 2007). Ez a csökkent POMC szintézis összefüggést mutatott a prohormon konvertáz 1/3-ra csökkent szintjével (Pritchard és mtsai, 2003). Ugyanakkor leptin adása éhezı állatokban megakadályozta a POMC származékok csökkent szintézisét (D’Agostino és Diano, 2010). A perifériás leptin szint csökkenése mellett fontos az inzulin szint változása is. CR mellett a bazális inzulin szint csökkent, de a tápfelvételt követıen gyorsabban és tartósabban emelkedik az inzulin szint. Krónikus CR mellett emelkedett bazális ghrelin szintet írtak le. (Kinzig és mtsai, 2009)

18

2. Kérdésfelvetések

2.1.

A korfüggı testösszetétel változások közül az idıskori anorexia magyarázható lenne az idıs korra felerısödı anorexigén és gyengülı orexigén hatásokkal, viszont a középkorúak elhízását a MC rendszer aktivitásának csökkenése magyarázhatná az egyidejően erıs orexigén hatás mellett. Feltételezésünk szerint a MC rendszer érzékenységének korfüggı változása hozzájárulhat a testösszetétel változásokhoz, ezért kísérleteinkben azt vizsgáltuk, hogy milyen dinamikával befolyásolja az életkor az alpha-MSH anorexigén és metabolikus hatásait?

2.2.

Irodalmi adatok igazolták, hogy diétásan túltáplált, elhízott állatoknál leptin rezisztencia alakul ki. Ugyanakkor különösebb külsı behatás nélkül, önmagában az életkor is elhízáshoz (age-related obesity) vezet. Mind a diétás, mind a korfüggı elhízás mellett a leptin szint emelkedett, leptin rezisztencia mutatható ki. Kérdés, vajon a korfüggı leptin rezisztencia kialakulásában önmagának az életkornak, az életkorral összefüggı leptin szint emelkedésnek van szerepe, vagy ez másodlagos, azaz inkább a korfüggı

testösszetétel

változások

miatt

alakul

ki?

Kísérleteinkben

ennek

megállapítására normál táplálású 2 és 6 hónapos hím Wistar patkányokban vizsgáltuk az életkorral összefüggı testösszetétel változás hatását centrális leptin infúzió tápfelvételi-, illetve anyagcsere-hatásaira, összehasonlítva a zsíros tápon tartott jelentısen elhízott 6 hónapos állatokkal, illetve azonos korú, kalória restrikción tartott, sovány állatokkal, abból a célból, hogy megvizsgáljuk vajon az életkor mellett a tápláltsági állapot milyen szerepet játszik a leptin rezisztencia kialakulásába?

2.3.

Az MC rendszer fı aktivátora a leptin. Irodalmi adatok alapján leptin rezisztencia esetén az MC rendszer érzékenysége nem feltétlenül módosul. Erre utal, hogy az alphaMSH kísérletesen létrehozott overexpressziója gátolja az elhízást/súlygyarapodást a leptin-receptor hiányos db/db vagy leptin hiányos ob/ob egerekben, és károsodott leptin receptorral bíró Zucker patkányokban (Li és mtsai, 2003; Mizuno és mtsai, 2003; Savontaus és mtsai, 2004). Ezért kísérleteinkben, genetikailag intakt állatok esetén, az elızı kísérlettel megegyezı kritériumok szerint vizsgáltuk, hogy a már ismert leptin érzékenység változások mellett miként változik az alpha-MSH anorexigén és anyagcsere hatása eltérı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban, azaz a melanocortin rendszer érzékenységét is befolyásolja-e a kor mellett a tápláltsági állapot? 19

3. Módszerek

3.1.

Kísérleti állatok Kísérleteinket különbözı korú és tápláltsági állapotú hím Wistar patkányokon végeztük.

Az állatokat 6 hetes koruktól kontrollált hımérséklető (24-25 oC) szobában, faforgáccsal bélelt mőanyag ketrecben tartottuk. A diurnális ritmus kialakításához 06:00 órától 12 órás világos és 18:00 órától 12 órás sötét periódust biztosítottunk. A csapvíz az állatok számára ad libitum elérhetı volt. Az állatok testsúlyát és táplálékfelvételét minden nap azonos idıpontban (reggel 9 óra) manuálisan mértük.

3.1.1.

Tápláltsági állapotok

Az állatok 6 hetes korban történı elválasztását követıen 2 hónapos kortól 3 különbözı tápláltsági állapotot alakítottunk ki:

NF (normal fed): Az elsı, ad libitum táplált csoportot standard (2,7 kcal/g – 11 kJ/g energiatartalmú) laboratóriumi portápon tartottuk.

CR (calorie restricted): A kalória restrikciós állatok naponta, az aktív periódus elején kaptak 16g standard laboratóriumi portápot, ami a napi normál energiabevitelük 2/3-nak megfelelı volt.

HF (high fat diet): A harmadik csoportot a magas zsírtartalmú tápon tartott állatok alkották. Az elhízlalásukhoz használt morzsolt táp 90%-a speciális 60% zsírtartalmú tápból (IPS Testdiet), míg 10%-a a standard laboratóriumi portápból származott. Az így kapott keverék energiatartalma 20.54 kJ/g volt. Az HF csoport kialakítása során kizártuk a feltételezhetıen diéta rezisztens (DR) patkányokat (Levin és mtsai, 1987), amelyek a magas kalória bevitel ellenére sem híztak el (nem értek el 500 g feletti testtömeget) szemben a zsírdús tápra érzékenynek bizonyuló (diet-induced obese – DIO) egyedekkel.

Az így kialakított három tápláltsági csoport súlyfejlıdését a 4. ábra mutatja.

20

BW (g)

NF, n=7 HF, n=12 CR, n=8

600

500

400

300

200 8

12

16

20

24

IDİ (hetek) 4. ábra: Az állatok súlyfejlıdési görbéje a három különbözı tápláltsági állapotnak megfelelıen

Kísérleteinket a korfüggés vizsgálatai során 2, 3-4, 12 és 24 hónapos életkorban végeztük a standard laboratóriumi portápon tartott állatok (NF) esetén. A 2 (NF2) és 3-4 (NF3-4) hónapos korú állatok felelnek meg a humán juvenilis populációnak, a 6 hónapos (NF6) korú állatok a fiatal felnıtteknek, míg a 12 hónapos (NF12) korcsoport a középkorú és a 24 hónapos (NF24) állatok az idıs populációt reprezentálják. A tápláltsági állapot hatásának vizsgálatakor a 2 hónapos NF és 6 hónapos NF, CR, HF csoportok eredményeit hasonlítottuk össze.

3.2.

Biotelemetriás rendszer A vizsgálatunkhoz használt biotelemetriás rendszer (VitalView Data Acquisition

System Series 4000 for Temperature, Activity and Heart Rate® 5. ábra) lehetıséget nyújt szabadon mozgó állatok komplex energetikai vizsgálatára a maghımérséklet (Tc), a szívfrekvencia (HR, heart rate) és a spontán horizontális lokomotoros aktivitás (ACT) regisztrálásán keresztül.

21

A Minimitter rendszerben a vizsgált állat egy fémráccsal fedett mőanyag ketrecben (38 cm x 22 cm x 15 cm) tartózkodik a kísérlet során. A számítógépes rendszer a ketrec alatti tálca segítségével érzékeli az állatok hasüregébe helyezett E-Mitter kapszula (MiniMitterVMFH, series 4000, Sunriver, OR, 6. ábra) által kibocsájtott rádiófrekvenciás jelet. A komputer 5 percenként rögzíti a mért adatokat a vizsgálat során. A kísérletsorozat végén, az eredmények kiértékelése során az adatok 12 órás átlagolásával nyertünk egy a nappali (inaktív) és egy az éjszakai (aktív) periódusra jellemzı Tc, HR, ACT értéket. Az állatok testsúlyának és táplálékfelvételének mérése a Minimitter rendszerben is naponta, mindig ugyanabban az idıpontban (reggel 9 óra) manuálisan történt. Szemben az irodalomban található kísérletekkel, ahol az energetikai paraméterek közül gyakran csak néhány paraméter (pl. csak hıszabályozási vagy csak a táplálékfelvétel) mérése történt, illetve az anyagcsere mérése mozgásukban korlátozott állatok esetén volt lehetséges, a Minimitter rendszer lehetıséget nyújt az energetikai egyensúly fenntartásáért felelıs tényezık egyidejő vizsgálatára szabadon mozgó állatokban.

5.ábra: A Minimitter rendszer

Irodalmi adatok (Treuth és mtsai, 1998; Astrand és mtsai, 2004; Brosh 2007) alapján a HR változása mind állat-, mind humán vizsgálatokban jól reprezentálja az anyagcsere változását. Elınye az anyagcsere jellemzésére széles körben használt oxigénfogyasztás (VO2) mérésével szemben, amit zárt anyagcsere kamrákban mérhetünk, hogy a szívfrekvencia monitorozása során gyakorlatilag természetes körülmények közt nyerhetünk folyamatosan

22

adatokat az anyagcsere változásáról. Munkacsoportunk is végzett összehasonlító méréseket, hogy bizonyítsuk a VO2 helyett a HR is jól használható paraméter az anyagcsere változás monitorozására. Eredményeink azt mutatták, hogy az alpha-MSH infúzió hatására az Oxymax rendszerben regiszrált VO2 és a biotelemetriás rendszerben, szabadon mozgó állatnál mérhetı HR azonos mértékben változott minden – jelen kísérletsorozatban is használt – korcsoportú patkány esetén. Így a VO2 mellett kísérleteink alapján a HR is jól a reprezentálta az infúzió hatására létrejövı anyagcsere változást. (Pétervári és mtsai, 2011)

3.3. 3.3.1.

Sebészeti beavatkozások, a kísérletek menete Transzmitter kapszula beültetés

A tervezett kísérlet elıtt kb. 2-3 héttel, a megfelelı életkort elért állatokat szoktatás céljából a biotelemetriás rendszerbe helyeztük. 5-7 napos alkalmazkodás után intraperitoneális ketamin + xylazine narkózisban (78mg/kg Calypsol /Richter/ + 13 mg/kg Sedaxylan /Eurovet/) az E-mitter kapszulát az állatok hasüregébe helyeztük, a szívfrekvencia érzékelésére szolgáló elektródákat a mellkasfal izomzatához vezettük.

6. ábra: Az E-mitter kapszula

3.3.2.

ICV mőtét és ozmotikus minipumpa beültetés

A transmitter kapszula behelyezését követıen kb 1-1,5 hét múlva, amikor az állatok tápfelvétele és súlyfejlıdése elérte a korosztályra jellemzı értéket, elkezdıdött a kísérletek elıperiódusának regisztrálása. Az ábrákon késıbb a -1, -2, -3 napként jelölt értékek ezt a mőtét elıtti Tc, HR, ACT, illetve FI, BW értékeket mutatják mind a kezelt, mind a kontroll csoportokban. A mőtét napjára a 0. nap utal, amit az elıbb leírt anesztézia mellett végeztünk

23

el. Ezen a napon sztereotaxiás készülék segítségével került beültetésre az ICV kanül a jobb oldali lateralis agykamrába. (Az ICV vezetı kanül helye a következı paraméterekkel jellemezhetı: 1 mm a bregmától caudalisan, 1,5 mm jobbra lateralisan, 3,8 mm a durától ventralisan.) Ezt követıen a patkányok dorsalis nyaki régiójába az állatok bıre alá implantáltuk a megfelelı anyaggal feltöltött ALZET ozmotikus minipumpát (7. ábra). Segítségével 7 napos folyamatos 1 µg/µl/h dózisú infúziót alkalmaztunk a kísérletek során. A kísérletek elıtt frissen készített oldatból 1 ml anyagot fecskendeztünk a pumpa zárókupakján keresztül az impermeábilis membránnal határolt zsákba. A beültetett pumpa külsı szemipermeábilis anyagán keresztül ozmózis segítségével vizet vesz fel a szövetekbıl, ezzel állandó nyomást gyakorol az anyaggal feltöltött zsákra, és így biztosítja az oldat folyamatos, standard áramlását. A pumpából poli-vinil-klorid csövön keresztül jutott az infúzió az ALZET Brain Infusion Kit-1®-en (28 Gauge átmérıjő rozsdamentes acél kanül) keresztül a liquor térbe. .

7. ábra: Az ozmotikus minipumpa

3.4.

Alkalmazott anyagok A kontroll csoportoknak az ICV kanülön keresztül 7 napon át fiziológiás sóoldatot

infundáltunk (pyrogen-free-saline – PFS), míg a kezelt állatok 1 hetes 1.µg/µl/h dózisú rekombináns leptin (Bachem) vagy 1.µg/µl/h dózisú alpha-MSH [acetyl-ACTH (1-13) amide, Bachem] adásában részesültek.

24

3.5.

Testösszetétel vizsgálata A kísérletsorozat végén az állatokat intraperitonealisan adott uretánnal (3-5 g/ttkg)

túlaltattuk. A boncolás során makroszkóposan ellenıriztük a beépített ICV kanül helyét. Az állatok testösszetételének jellemzésére eltávolítottuk és megmértük az epididymalis és retroperitonealis zsírszövet, valamint az izommennyiség jellemzésére a musculus tibialis anteriort tömegét. Ezek 100g testtömegre számított nedves tömegét ábrázoltuk.

3.6.

Statisztikai próbák Az eredmények statisztikai értékelésére SPSS 11.0 for Windows programot használtam.

Az eredményeket minden esetben átlag ± SEM formában adtam meg. Az eredmények értékeléséhez t-tesztet, egy utas ANOVA, két utas ANOVA, illetve ANOVA repeated measures tesztet használtam. A szignifikancia szinteket a következı szerint jelöltem:

*

=

p<0,05, ** = p<0,01, *** = p<0,001

3.7.

Etikai engedély Kísérleteinket a PTE-ÁOK Állatkísérletes Etikai Bizottság általános szabályainak és

engedélyének (BA 02/2000-13/2006) megfelelıen, illetve az Európai Unió vonatkozó bizottsága direktíváival (86/609/EEC) összhangban végeztük.

25

4. Eredmények 4.1.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása 2, 3-4, 12 és 24 hónapos NF

állatokban 4.1.1.

A testsúly és a tápfelvétel változásai

∆BW (g) 20

***

alpha-MSH kontroll

0 -20 -40

INFÚZIÓ

NF2

-60 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 20

**

0

NF3-4

-20 -40 -60 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 20

* NF 12

0 -20 -40 -60 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 20 0

***

NF 24

-20 -40 -60 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok)

8. ábra: Az alpha-MSH infúzió hatása 2, 3-4, 12 és 24 hónapos állatok testsúlyára. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. A sötét szimbólumok a kezelt, míg az üres szimbólumok a kontroll állatok értékeit mutatják.(*: p < 0,05 ; **: p < 0,01 ***: p < 0,001)

26

Jelen kísérletsorozat során, amelyben a kor hatását vizsgáltuk az alpha-MSH érzékenységre, a különbözı korcsoportokban az állatok kiindulási testsúlya (0. nap) és az esetszámok a következıek voltak (kontroll vs. kezelt): NF2: 205±7g (n = 10) vs. 212±8g (n = 8); NF3-4: 396±9g (n = 7) vs. 408±10g (n = 5); NF12: 557±4g (n=5) vs. 562±4g (n = 5); NF24: 558±2g (n = 6) vs. 537±11g (n = 8). Az alpha-MSH infúzió szignifikáns mértékben késleltette a még növekedésben lévı fiatal (2 hónapos) állatok súlygyarapodását [F(1,16) = 42,872; p < 0,001] a saját kontroll csoporthoz viszonyítva (8.ábra). Tekintettel az alacsony kiindulási súlyukra (NF2 = 212 ± 8 vs. NF6 = 408 ± 10 g), ez a BW csökkenés relatíve nagyobb volt, mint a 3-4 hónapos állatok abszolút értékben hasonló mértékő szintén szignifikáns súlycsökkenése [F(1,10)=13,86; p = 0,004]. A 12 hónapos középkorú állatok esetén az alpha-MSH hatására létrejövı testsúlycsökkenés alig érte el a szignifikancia határát [F(1,8) = 5,720; p = 0,044]. Ezt követıen az eddig látott, az életkorral összefüggı alpha-MSH hatékonyság további csökkenése helyett, a 24 hónapos állatokban ismét nagyon jelentıs hatást tapasztaltunk. Az apha-MSH a legnagyobb mértékő testsúlycsökkentést [F(1,12) = 41,241; p < 0,001] ebben a korcsoportban fejtette ki. A két utas ANOVA vizsgálat alapján az alpha-MSH infúzió hatékonyságát szignifikáns mértékben befolyásolta az életkor [F(3,37) = 3,092; p = 0,039]. A Scheffe-féle post hoc teszt eredményei szerint a 24 hónapos állatok értékei mindhárom életkortól szignifikáns mértékben különböztek (p < 0,001 24 vs. 2 és 3-4 hónapos; p = 0,002 a 24 vs. 12 hónapos állatok). Emellett a 12 és 2 hónapos állatok közt találtunk szignifikáns (p = 0,004) hatásbeli különbséget. Az 1. táblázat adatai is az elızı konklúziókat erısítik meg, miszerint a testsúly csökkentı hatás a középkorig fokozatosan mérséklıdik, majd ezt követıen a 24 hónapos állatok esetén ismét jelentıs hatékonyság figyelhetı meg. A testsúly változása az infúzió 7. napjára a 0. naphoz képest

Korcsoport

Kontroll (PFS infúzió)

Alpha-MSH infúzió

különbség

2 hónapos

12,66±0,82%

1,78±2,74%

10,88%

3-4 hónapos

3,27±0,65%

-1,06±1,71%

4,33%

12 hónapos

-0,02±0,74%

-3,11±0,86%

3,09%

24 hónapos

-0,82±0,24%

-11,24±2,73%

10,42%

1. táblázat: A testsúly változása az infúzió 7. napjára a kiindulási értékekhez képest 2, 3-4, 12, 24 hónapos kontroll és alpha-MSH kezelt csoportokban

27

A 2- és 3-4-hónapos korcsoportok tápfelvétele (9. ábra) alpha-MSH infúzió hatására átmenetileg csökkent csak. Az NF2 csoportban statisztikailag az elsı 4 napban [F(1,16) = 5,706; p = 0,030], míg az NF3-4 csoportban kissé hosszabb, 5 napig tartó szignifikáns tápfelvétel-csökkentı hatást láttunk [F(1,10) = 7,072; p = 0,024]. Ezzel szemben a 12 hónapos állatok esetén nem változott szignifikáns mértékben az állatok tápfelvétele. A testsúlyhoz hasonlóan az átmeneti korfüggı hatáscsökkenés után a legnagyobb érzékenységet itt is a 24 hónapos állatok esetén tapasztaltuk, azaz a legnagyobb mértékő és az infúzió teljes idıtartamára kiterjedı táplálékfelvétel-csökkentı hatást az idıs állatok esetén láttuk [F(1,12) = 44,443; p < 0,001]. alpha-MSH kontroll

FI (g) INFÚZIÓ

30 25 20 15 10 5 0

* NF 2

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

*

30 25 20 15 10 5 0

NF 3-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

30 25 20 15 10 5 0

NF 12

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

***

30 25 20 15 10 5 0

NF 24

-3 -2 -1

0

1

2

3

4

5

6

7

IDİ (napok) 9. ábra: Az alpha-MSH infúzió hatása 2 (NF2), 3-4 (NF3-4), 12 (NF12) és 24 (NF24) hónapos állatok tápfelvételére. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. A sötét oszlopok a kezelt, míg az üres oszlopok a kontroll állatok értékeit mutatják.(*: p < 0,05 ; ***: p < 0,001)

28

A maghımérséklet változásai

4.1.2.

Az alpha-MSH infúzió minden korcsoportban megemelte az inaktív nappali periódusra jellemzı Tc minimumokat (10. ábra). A hatás mértékében azonban ebben az esetben is jellegzetes korfüggı különbségeket találtunk. A 2 hónapos állatok esetén minimális, de szignifikáns eltérést találtunk [F(1,16) = 14,390; p = 0,002]. A 3-4 hónapos állatoknál a Tc minimum 7 napig [F(1,10) = 5,884; p = 0,046], emellett 1 napig a Tc maximum is (t-teszt: p = 0,047) szignifikáns mértékben megemelkedett. A 12 hónapos állatok esetén mind a Tc minimumok [F(1,8) = 22,022; p = 0,001], mind Tc maximumok [F(1,8) = 10,214; p = 0,011] nagyon jelentısen megemelkedtek. A 24 hónapos állatok esetén ismét csak a Tc minimumok emelkedését figyeltük meg [F(1,12) = 7,554; p = 0,017], az idıs állatoknál az alpha-MSH infúziónak nem volt lényeges hatása a Tc maximumokra.

Tc(oC)

alpha-MSH kontroll

NF2

38.5

Tc(oC)

NF 12

38.5

INFÚZIÓ

38.0

38.0

37.5

37.5

*

37.0

37.0

36.5

36.5

INFÚZIÓ

36.0

##

35.5

36.0 35.5

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

NF 24

NF 3-4 INFÚZIÓ

38.5 38.0

##

*

38.5

INFÚZIÓ

38.0

37.5

37.5

37.0

37.0

36.5

36.5

36.0

36.0 #

35.5

#

35.5 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok)

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok)

10. ábra: Az alpha-MSH infúzió hatása 2 (NF2), 3-4 (NF3-4), 12 (NF12) és 24 (NF24) hónapos állatok maghımérsékletére. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. A fekete szimbólumok a kezelt, míg a szürke szimbólumok a kontroll állatok értékeit mutatják. A sötét szimbólumok az éjszakai maximumok, az üres szimbólumok a nappali minimumok. ( *: Tc max p < 0,05 ;# : Tc min p < 0,05, # # : Tc min p < 0,01)

29

4.1.3.

A szívfrekvencia változásai

Az anyagcsere jellemzésére használt szívfrekvencia esetén is kortól függı hatásokat találtunk (11. ábra). A 2 hónapos állatok esetén mind a minimumok [F(1,16) = 4,805; p = 0,044], mind a maximumok [F(1,16) = 4,941; p = 0,041] mérsékelt növekedését láttuk. A 3-4hónapos állatokban nem változott lényegesen a szívfrekvencia az infúzió során. A 12 hónapos korcsoportban mind a HR-min, mind a HR-max érték nagyon jelentısen megemelkedett az alpha-MSH hatására: a minimum érték esetén 7 napig [F(1,8) = 10,701; p = 0,010], míg a maximumoknál 5 napig [F(1,8) = 5,27; p = 0,047] volt szignifikáns a hatás. A 24 hónapos csoportban a minimum értékek az infúzió teljes idıtartama alatt [F(1,12) = 16,223; p = 0,001], míg a maximumok 4 napig [F(1,12) = 5,202; p = 0,038] emelkedtek.

alpha-MSH

HR (BPM) NF 2

INFÚZIÓ

kontroll

HR (BPM)

*

NF 12

400

400

350

350 #

300 250

INFÚZIÓ

*

300 #

250

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

NF3-4

NF 24

INFÚZIÓ

400

400

350

350

300

300

250

250

INFÚZIÓ

*

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok)

# -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok)

11. ábra: Az alpha-MSH infúzió hatása 2 (NF2), 3-4 (NF3-4), 12 (NF12) és 24 (NF24) hónapos állatok szívfrekvenciájára. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. A fekete szimbólumok a kezelt, míg a szürke szimbólumok a kontroll állatok értékeit mutatják. A sötét szimbólumok az éjszakai maximumok, az üres szimbólumok a nappali minimumok. ( * : HR max p < 0,05 ; # : HR min p < 0,05)

30

4.1.4.

A horizontális lokomotoros aktivitás változásai

Az állatoknak sem a nappali, sem az éjszakai horizontális lokomotoros aktivitása nem változott az infúzió alatt (12. ábra).

kontroll alpha-MSH

ACT (count) 60

NF 2

INFÚZIÓ

ACT(count) 60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

INFÚZIÓ

0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

NF 3 60

NF 12

INFÚZIÓ

NF 24 60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

INFÚZIÓ

0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

IDİ (napok)

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

IDİ (napok)

12. ábra: Az alpha-MSH infúzió hatása 2 (NF2), 3-4 (NF3-4), 12 (NF12) és 24 (NF24) hónapos állatok horizontális lokomotoros aktivitására. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. A fekete szimbólumok a kezelt, míg szürke szimbólumok a kontroll állatok értékeit mutatják. A sötét szimbólumok az éjszakai maximumok, az üres szimbólumok a nappali minimumok.

4.1.5.

A testösszetétel változásai

A 6-hetes állatok epididymalis és retroperitonealis zsír mennyisége szignifikánsan kisebb volt (p < 0,05), mint a többi állatcsoporté (13. ábra). Ezt követıen az életkorral a zsírmennyiség növekedett. 3-4 hónapos korra az epididymalis és retroperitonealis zsír mennyisége már több mint a duplájára nıtt, míg az izom aránya változatlan volt. A legnagyobb zsírtömeggel a 12 és 18 hónapos állatok rendelkeztek. Az epididymalis zsír mennyisége szignifikánsan több volt ebben a két csoportban, mint a másik 4 életkorban

31

(p < 0,05). A retroperitonealis zsír mennyisége a 18 hónapos állatoknál volt a legnagyobb, szignifikánsan több mint a két legfiatalabb csoportban (p < 0,05). A 24 hónapos állatok esetén a zsír mennyisége már nem emelkedett tovább, sıt az epididymalis zsír mennyisége szignifikáns mértékben kisebb volt, mint a 18 hónapos állatoké (p < 0,05). A felnıtt állatok esetén az izom mennyiségének fokozatos csökkenését láttuk 6-hónapos kortól. A 24 hónapos állatok izomtömege már szignifikánsan kevesebb volt, mint a fiatal állatoké (p < 0,05).

Nedves tömeg (g/100g BW) 1.0

6 hetes 3 hónapos 6 hónapos 12 hónapos

0.8

18 hónapos

* *

0.6

24 hónapos

0.4

0.2

* *

*

0.0

epididymalis zsír retroperitonealis zsír m. tibialis anterior 13. ábra: Az epididymalis és retroperitonealis zsír, valamint a m. tibialis anterior tömege 100 g testsúlyra vonatkoztatva 6 hetes (BW = 211 ± 13,3 g, n = 15), 3 hónapos (BW = 400 ± 5,0 g, n = 40), 6 hónapos (BW = 478 ± 11,3 g, n = 9), 12 hónapos (BW = 518 ± 17,6 g, n = 9), 18 hónapos (BW = 520 ± 20,2 g, n = 9) és 24 hónapos (BW = 488 ± 10,0 g, n = 19) hím Wistar patkányokban. (* = p < 0,05)

32

4.2.

Centrális leptin infúzió hatása eltérı korú (2 és 6 hónapos) és

különbözı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban

4.2.1.

A testsúly és a tápfelvétel változásai

A leptin adását megelızıen a zsíros tápon tartott 6 hónapos állatok (HF6) érték el a legnagyobb testsúlyt (BW = 621 ± 13 g, n = 10), amit a normál tápon ad libitum táplált 6 hónapos (NF6) csoport (BW = 456 ± 13 g, n = 8), majd a kalória restrikciós 6 hónapos (CR6) csoport induló testsúlya követett (BW = 364 ± 5 g, n = 6) (14.ábra). A legkisebb kezdı súlya természetesen a legfiatalabb, 2 hónapos normál tápon tartott (NF2) állatoknak volt (BW = 282 ± 15 g). Az NF2, fiatal kontroll állatok testsúlya még 14,4 ± 1,8 %-ot (36,0 ± 2,5 g) nıtt a 7 napos PFS infúzió mellett, míg az NF6 kontroll állatok súlya már lényeges nem változott.

650

leptin kontroll

A

BW (g)

FI (g)

INFÚZIÓ

INFÚZIÓ

HF6

30 25 20 15 10 5 0

600

HF6

30 25 20 15 10 5 0

*

500

NF6 450

30 25 20 15 10 5 0

CR6

350

* NF2

250 -3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

IDİ (napok)

7

1

2

3

4

5

6

7

*

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

5

6

7

CR6

-3 30 25 20 15 10 5 0

0

NF6

-3

300

*

-3 -2 -1

550

400

leptin kontroll

B

*

NF2

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

IDİ(napok)

14. ábra: A testsúly (A) és a tápfelvétel (B) változása 7 napos centrális rekombináns leptin infúzió (sötét szimbólumok) és fiziológiás NaCl infúzió (üres szimbólumok) hatására az NF2, NF6, CR6 és a HF6 csoportokban. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. (*: p < 0,05 )

33

A 7 napos centrális leptin infúzió hatására az NF2 állatok súlya 8,6 ± 2,1%-kal (23,6 ± 5,7 g) csökkent (a 14,4 ± 1,8 % növekedés helyett), az NF6 csoport 10,2 ± 0,8%-ot (45,8 ± 2,7 g), a HF6 csoport 5,6 ± 0,2%-ot (34,8 ± 1,0 g) csökkent, míg a kalória restrikciós állatok súlya gyakorlatilag nem változott (0,1 ± 0,4%-kal növekedett). A leptin-kezelt csoport testsúlyváltozásának eredményeit a saját kontroll csoport értékeivel összehasonlítva az ANOVA repeated measures teszt szignifikáns eltérést igazolt az NF2 [F(1,10) = 6,201, p = 0,032] és az NF6 [F(1,13) = 5,467, p = 0,036] csoportokban, míg a testsúly változása nem volt szignifikáns a HF6 és CR6 állatok esetén. A tápfelvétel szempontjából a legkifejezettebb csökkenést az NF2 és NF6 állatok esetén láttuk. A kalória restrikciós állatok esetén a leptin tápfelvételt csökkentı hatása teljes mértékben elmaradt: az állatok az infúzió teljes idıtartama alatt mind megették az általunk felkínált 16 g tápot. Figyelemre méltó, hogy az NF2 és NF6 csoport állatainak tápfelvétele a leptin infúzió mellett kisebb volt a CR6 állatok tápfelvételénél. A tápfelvételt (az ANOVA repeated measures teszt alapján) a leptin szignifikánsan csökkentette az NF2 [F(1,10) = 81,681, p < 0,001], NF6 [F(1,13) = 42,249, p < 0,001] és a HF6 [F(1,19) = 187,069, p < 0,001] csoportokban. A 4. napon láttuk a legkifejezettebb tápfelvételt csökkentı hatást az infúzió elıtti átlag tápfelvételhez képest, ekkor az NF6 csoportban 50,4 ± 7,0%-kal, az NF2 csoportban 48,5 ± 8,5%-kal, a HF6 csoportban 36,2 ± 2,5%-kal csökkent, míg a CR6 csoportban nem volt változás.

4.2.2.

A maghımérséklet változásai

A centrális leptin infúzió hatására a nappali minimum értékek (inaktív periódus) minden csoportban emelkedtek (15. ábra). Az NF2 csoportban az elsı napokban jelentıs emelkedést láttunk, még az éjszakai maximum értékek is szignifikánsan megemelkedtek. Ez a hatás azonban átmeneti volt, a 7. napra a minimum értékek visszatértek a kontroll értékekhez. Az NF6 állatok esetén nem láttunk ilyen mértékő minimum érték emelkedést, ugyanakkor ebben a csoportban a hatás tartós volt. A legjelentısebb (0.8-1 OC emelkedést) hatást a CR6 állatokban láttuk, ahol mind a minimum, mind a maximum értékek elhúzódóan megemelkedtek. A leptinnel kezelt csoportokat és a saját kontroll csoportjukat összevetve a repeated measures ANOVA értékek a következık voltak: NF2 csoport minimum értékei 6 napig [F(1,9) = 7,912, p = 0,020], a maximum értékei 3 napig [F(1,9) = 5,210, p = 0,048], az NF6

34

csoport minimum értékei 7 napig [F(1,12) = 4,886, p = 0,047], a CR6 csoport minimum értékei 7 napig [F(1,9) = 62,691, p < 0,001], míg maximum értékei [F(1,9) = 52,933, p < 0,001] emelkedtek szignifikáns mértékben. A HF6 csoport minimum értékei esetén 0,1-0,15 O

C-os emelkedést mértünk, ami a kis szórások miatt statisztikailag szignifikánsnak bizonyult,

azonban ennek a kismértékő emelkedésnek a gyakorlati, fiziológiai jelentısége erısen megkérdıjelezhetı. Ezzel szemben az NF2 és CR6 csoport esetén mért éjszakai Tc-maximum emelkedés (ami nem volt jellemzı a NF6 és HF6 csoportokra) fokozott leptin érzékenységre mutat rá.

o

Tc ( C)

NF2

INFÚZIÓ

*

kontroll leptin

o

Tc ( C)

*

CR6

37.5

37.5

37.0

37.0

36.5

36.5

36.0

INFÚZIÓ

#

36.0 #

HF6

NF6 37.5

37.5

37.0

37.0

36.5

36.5

36.0

36.0 #

-3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

-3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok;

: nappal,

:éjszaka)

15. ábra: A maghımérséklet változása 7 napos centrális rekombináns leptin, illetve NaCl infúzió hatására. A sötét szimbólumok az éjszakai maximum, az üres szimbólumok a nappali minimum értékeket mutatják. A világosszürke kontroll értékek mellett a kezelt állatok értékei mindig a rájuk jellemzı színnel jelennek meg. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. ( *: Tc max p < 0,05; # Tc min p < 0,05)

35

4.2.3.

A horizontális lokomotoros aktivitás változásai

A nappali minimum Tc növekedés nem magyarázható az állatok fokozott aktivitásával (16. ábra), tekintettel arra, hogy a leptin infúzió hatására nem alakult ki a nappali horizontális lokomotoros aktivitás szignifikáns mértékő növekedése. Egyedül a kalória restrikciós állatok éjszakai aktivitása fokozódott: [F(1,8) = 6,281, p = 0,037].

ACT (counts) 80

INFÚZIÓ

NF2

kontroll leptin

ACT (counts) 80

60

60

40

40

20

20

80

NF6

80

60

60

40

40

20

20

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

CR6

INFÚZIÓ

*

HF6

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok;

: nappal,

:éjszaka)

16. ábra: A horizontális lokomotoros aktivitás változása 7 napos centrális rekombináns leptin, illetve NaCl infúzió hatására. A sötét szimbólumok az éjszakai maximum, az üres szimbólumok a nappali minimum értékeket mutatják. A világosszürke kontroll értékek mellett a kezelt állatok értékei mindig a rájuk jellemzı színnel jelennek meg. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. ( *: HR max p < 0,05)

4.2.4.

A szívfrekvencia változásai

Ellentétben az aktivitással, a nappali Tc minimumok emelkedése megmagyarázható az anyagcsere növekedésével, amire kísérleteinkben a szívfrekvencia (HR) növekedése is utal (17. ábra). Ilyen anyagcsere-növekedés mind a 4 csoportban megfigyelhetı volt. Az NF2 csoportban a Tc minimum értékekhez hasonlóan jelentıs, de átmeneti HR növelı hatást

36

láttunk. A 7. napra a kezelt állatok értékei a kontroll állatok értékeihez közelítettek. Az NF6 csoportban kisebb mértékő, csak a minimum értékeket érintı, az infúzió kezdetétıl megjelenı emelkedés volt jellemzı. A HF6 csoportban volt a legmérsékeltebb anyagcsere-növelı hatás. A legjelentısebb, az infúzió során végig megfigyelhetı növekedést a kalória-restrikciós állatok mutatták.

HR (BPM) 450

NF2

INFÚZIÓ

*

kontroll leptin

HR (BPM) 450

400

400

350

350

300

300

CR6

INFÚZIÓ

*

# 250 450

#

250 450

NF6

400

400

350

350

300

300 #

250

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

HF6

# 250

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok;

: nappal,

:éjszaka)

17. ábra: A szívfrekvencia változása 7 napos centrális rekombináns leptin, illetve NaCl infúzió hatására. A sötét szimbólumok az éjszakai maximum, az üres szimbólumok a nappali minimum értékeket mutatják. A világosszürke kontroll értékek mellett a kezelt állatok értékei mindig a rájuk jellemzı színnel jelennek meg. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. ( *: HR max p < 0,05; # HR min p < 0,05)

A nappali minimum értékek esetén a ANOVA repeated measures teszt eredményei a következıek voltak 1-7. napig: NF2 [F(1,11) = 13,255, p = 0,004], NF6 [F(1,13) = 10,369, p = 0,007], HF6 [F(1,19) = 8,235, p = 0,010] és a CR6 [F(1,8) = 679,797, p = 0,000]. Az éjszakai maximumok az NF2 csoport esetén a 3-6. napig mutattak szignifikáns növekedést [F(1,11) = 5,298, p = 0,042], míg a CR6 állatoknál a minimum értékekhez hasonlóan az éjszakai maximumok is jelentısen megemelkedtek az infúzió teljes idıtartama alatt [F(1,8) = 714,453, p = 0,000].

37

4.2.5.

A testösszetétel változásai

A testösszetétel vizsgálata során (18. ábra) a 6 hónapos normál tápon tartott állatok mindkét régiójában szignifikánsan nagyobb mennyiségő zsírt mértünk a fiatal 2 hónapos állatokhoz képest (p = 0,039 az epididymalis zsír, p = 0,030 a retroperitonealis zsír esetén). A zsíros tápon tartott állatok zsírmennyisége, ahogy a 18. ábrán is látható, kimagaslott a többi csoporthoz képest (p < 0,001 mindkét régió esetén minden csoporttal összehasonlítva).

Nedves tömeg (g/100g BW) NS

2

*

*

*

NF2 NF6 CR6 HF6

*

* *

* *

1

* *

* *

0 kontroll leptin kontroll leptin kontroll leptin izom epididymalis zsír retroperitonealis zsír 18. ábra: A testösszetétel 7 napos centrális rekombináns leptin, illetve PFS infúzió után különféle korú és tápláltsági állapotú csoportokban (*: p < 0,05)

A legkisebb zsírmennyiséggel a kalória restrikciós állatok rendelkeztek, náluk is különösen a retroperitonealis zsír mennyisége volt minimális. Statisztikailag a kalória restrikciós állatok zsírmennyisége nem különbözött szignifikáns mértékben az NF2 állatokétól. Az NF6 állatokhoz képest viszont a CR6 állatoknak mind a retroperitonealis (p = 0,002), mind az epididymalis zsír mennyisége (p = 0,008) szignifikánsan kisebb volt. Leptin infúzió hatására a retroperitonealis zsír gyakorlatilag eltőnt az NF2 (p = 0,028), NF6 (p < 0,001) és CR6 csoportokban (statisztikailag nem volt szignifikáns az eltérés az eleve

38

minimális kiindulási zsírmennyiség miatt). A leptin a legkisebb hatással a HF6 csoportban bírt, ahol a többi csoporttal ellentétben csak 30-40%-kal (p < 0,001) volt képes csökkenteni a retroperitonealis zsír mennyiségét. Emellett a leptin az epididymalis zsír mennyiségét is csökkentette. A hatás erıssége a következı volt: NF2 > NF6 > HF6 > CR6 (p < 0,001 az NF2, NF6, HF6 csoportokban és NS a CR6 csoportban). Az izom mennyisége a HF6 csoportban volt a legkisebb, de nem volt szignifikáns különbség a kontroll csoportok között, és az 1 hetes leptin infúzió sem csökkentette szignifikáns mértékben a m. tibialis anterior tömegét.

4.2.6.

Az NPY hatása különbözı tápláltsági állapotban

Akut nappali (inaktív periódus) ICV NPY injekció hatását a 19. ábra mutatja.

***

FI (g)

NPY kontroll

7 5

***

6 4 3 2 1 0

NF6

CR6

HF6

19. ábra: ICV 5 µg NPY, illetve PFS hatása a táplálékfelvételre az NF6, CR6, HF6 csoportok esetén. A sötét oszlopok a kezelt állatok, míg az üres oszlopok a kontroll állatok tápfelvételét mutatják az injekciót követı 1 órában.

Az éhezési állapotnak köszönhetıen a CR6 kontroll állatok táplálékfelvétele jelentısen nagyobb volt, mint az NF6 és HF6 állatok tápfelvétele. Az NPY hatására a táplálékfelvétel szignifikáns mértékben fokozódott a CR6 (p < 0,001) és NF6 (p < 0,001) csoportokban, míg nem változott a HF6 csoportban.

39

4.3.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása eltérı korú (2 és 6 hónapos) és

különbözı tápláltsági állapotú 6 hónapos állatokban

4.3.1.

A testsúly és a tápfelvétel változásai

Az alpha-MSH infúzió mind a négy csoportban 1-7. napig szignifikáns mértékben csökkentette az állatok testsúlyát (20.ábra): NF2 [F(1,16) = 42,872, p < 0,001], NF6 [F(1,19) = 34,939, p < 0,001], CR6 [F(1,21) = 17,934, p < 0,001], HF6 [F(1,13) = 4,746, p = 0,048].

∆BW (g)

INFÚZIÓ

A

alpha-MSH kontroll

*

20 0

NF2

25 20 15 10 5 0

NF6

25 20 15 10 5 0

-20

*

20 0 -20

*

20

CR6

0 -20

*

20

HF6

0 -20 -3 -2 -1 0

1

2

3

4

5

6

7

IDİ (napok)

FI (g)

INFÚZIÓ

B

* *

*

25 20 15 10 5 0 25 20 15 10 5 0

* -3 -2 -1 0

1

2

3

4

5

6

7

IDİ (napok)

20. ábra: A testsúly (A) és a tápfelvétel (B) változása 7 napos centrális alpha-MSH infúzió (sötét szimbólumok) és fiziológiás NaCl infúzió (üres szimbólumok) hatására az NF2, NF6, CR6 és a HF6 csoportokban. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap.(*: p < 0,05)

Az alpha-MSH infúzió hatása kifejezett volt a még növekedésben levı, fiatal NF2 csoport (n = 8) esetén, ahol a kontroll csoport testsúlyának 12,66 ± 0,55% növekedése helyett a kezelt állatok testsúlya csak 1,78 ± 0.83%-kal nıtt az infúzió 7. napjára (20. ábra). A felnıtt

40

NF6 állatok testsúlya (n = 10) a kiindulási értékhez képest 3,4 ± 0,51%-kal, a CR6 ( n = 12) csoport 3,2 ± 0,82%-kal, míg a HF6 csoport 2,4 ± 1,08%-kal csökkent. Bár a HF6 (n = 8) csoport kezelt és kontroll állatainak testsúlyváltozása a 4-7. nap között már nem mutatott nagy különbséget, az ANOVA repeated measures teszt az infúzió teljes idıtartamára szignifikáns különbséget mutatott. A centrális alpha-MSH infúzió az FI szempontjából az NF2 állatok esetén 4 napig [F(1,16) = 5,706, p = 0,030], a HF6 csoportban 6 napig [F(1,13) = 6,268, p = 0,026], míg az NF6 [F(1,19) = 6,531, p = 0,019] és CR6 [F(1,21) = 7,585, p = 0,012] csoportoknál az infúzió egész idıtartama alatt szignifikáns mértékben csökkentette a kontroll csoportokhoz képest a kezelt állatok táplálékfelvételét. Az alpha-MSH infúzió kJ-ra átszámított táplálékcsökkentı hatását a 2. táblázat mutatja. A legjelentısebb hatást a HF6 csoportnál láttuk (76kJ), míg a többi csoport esetén hasonló mértékő, kb. 30kJ csökkenést regisztráltunk ezen a napon.

csoportok NF2 NF6 HF6 CR6

Kontroll FI a PFS infúzió második napján 17.0 187.2 ± 1.3 g ± 9.6 kJ 18.9 208.1 ± 0.8 g ± 9.0 kJ 14.1 289.6 ± 0.4 g ± 8.4 kJ 16.0 176.0 ± 0.0 g ± 0.0 kJ

FI az alpha-MSH infúzió második napján 14.3 156.8 ± 2.9 g ± 20.7 kJ 16.4 180.9 ± 1.3 g ± 14.4 kJ 10.4 213.6 ± 2.3 g ± 48.0 kJ 13.3 146.5 ± 1.2 g ± 13.1 kJ

p értékek

∆kJ

p = 0.174

30.4 kJ

p = 0.110

27.2 kJ

p = 0.048

76.0 kJ

p = 0.035

29.5 kJ

2. táblázat: Az alpha-MSH infúzió táplálékfelvételt csökkentı hatása az infúzió 2. napján kJ-ban kifejezve

4.3.2.

A maghımérséklet változásai

A nappali minimum értékek minden csoportban szignifikáns mértékben megemelkedtek az alpha-MSH infúzió során (21. ábra). Míg az NF2 [F(1,16) = 14,390, p = 0,002], NF6 [F(1,18) = 6,930, p = 0,017] és HF6 [F(1,13) = 13,543, p = 0,003] csoportokban csak a nappali minimum értékek emelkedtek, addig a CR6 állatoknál a minimum értékek [F(1,15) = 9,952, p = 0,007] mellett a 4. napig az éjszakai maximum értékek [F(1,15) = 5,762 p = 0,030] is magasabbak voltak.

41

Tc (oC) 38.0

alpha-MSH

INFÚZIÓ

NF2

kontroll

Tc (oC) 38.0

37.5

37.5

37.0

37.0

36.5

36.5

#

36.0 38.0

36.0 38.0

NF6

37.5

37.5

37.0

37.0

36.5

36.5

36.0

# -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

CR6

INFÚZIÓ

*

# HF6

36.0

# -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok;

: nappal,

:éjjel)

21. ábra: A maghımérséklet változása 7 napos centrális alpha-MSH infúzió, illetve NaCl infúzió hatására. A sötét szimbólumok az éjszakai maximum, az üres szimbólumok a nappali minimum értékeket mutatják. A világosszürke kontroll értékek mellett a kezelt állatok értékei mindig a rájuk jellemzı színnel jelennek meg. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. ( *: Tc max p < 0,05; # Tc min p < 0,05)

4.3.3.

A horizontális lokomotoros aktivitás változásai

A horizontális lokomotoros aktivitás nem mutatott szignifikáns eltérést sem a nappali minimum, sem az éjszakai maximum értékek esetén (22. ábra). A Tc emelkedés így tehát nem magyarázható az aktivitás változásával.

42

alpha-MSH kontroll

ACT (counts)

NF2

ACT (counts)

CR6

INFÚZIÓ

60

60

40

40

20

20

HF6

NF6 60

60

40

40

20

20

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

INFÚZIÓ

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok;

: nappal,

:éjjel)

22. ábra: A horizontális lokomotoros aktivitás változása 7 napos centrális alpha-MSH infúzió, illetve NaCl infúzió hatására. A sötét szimbólumok az éjszakai maximum, az üres szimbólumok a nappali minimum értékeket mutatják. A világosszürke kontroll értékek mellett a kezelt állatok értékei mindig a rájuk jellemzı színnel jelennek meg. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap.

4.3.4.

A szívfrekvencia változásai

A metabolikus rátára utaló szívfrekvencia értékek a Tc változásához hasonló tendenciákat mutattak (23. ábra). A nappali minimum értékek minden csoportban megemelkedtek az alpha-MSH infúzió hatására. Az NF2 csoportban [F(1,16) = 4,941, p = 0,041] és az NF6 csoportban [F(1,19) = 7,033, p = 0,016] 7 napig tartó, a HF6 állatoknál [F(1,13) = 5,176, p = 0,004] csak rövidebb ideig, 3 napig tartó szignifikáns HR-min emelkedést láttunk. A legkifejezettebb emelkedést ebben az esetben is a kalória restrikciós állatok mutatták [F(1,15) = 5,848, p = 0,029]. Az éjszakai értékek csak az NF2 csoportban [F(1,16) = 4,805, p = 0,044] változtak szignifikáns mértékben.

43

HR (BPM) 440

NF2

*

alpha-MSH

HR (BPM)

kontroll

440

400

400

360

360

#

320

CR6

INFÚZIÓ

320

INFÚZIÓ 280 440

280 440

NF6

400

400

360

360

320

320

280

# -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

# HF6

280

# -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

IDİ (napok;

: day;

:night)

23. ábra: A szívfrekvencia változása 7 napos centrális alpha-MSH infúzió, illetve NaCl infúzió hatására. A sötét szimbólumok az éjszakai maximum, az üres szimbólumok a nappali minimum értékeket mutatják. A világosszürke, kontroll értékek mellett a kezelt állatok értékei mindig a rájuk jellemzı színnel jelennek meg. Az elıperiódus: -3, -2, -1. Az infúzió kezdete: 0. nap. (*: HR max p < 0,05; # HR min p < 0,05)

4.3.5.

A testösszetétel változásai

Az alpha-MSH infúzió az eleve nagyobb zsírtömeggel bíró HF6 és NF6 állatoknál csökkentette szignifikáns mértékben a zsír mennyiségét (24. ábra). Mind a retroperitonealis (NF6 p = 0,001, HF6 p = 0,014), mind az epididymalis zsír (NF6 p = 0,003, HF6 p = 0,032) mennyisége csökkent. Az eleve alacsonyabb kiindulási zsírmennyiséggel bíró állatoknál (CR6, NF2 csoportok) az alpha-MSH már nem változtatta meg a zsír mennyiségét. A m. tibialis anterior mérésével jellemzett izommennyiség nem változott az infúziós kezelés hatására.

44

*

Nedves tömeg (g/100g BW)

*

2

*

NF2 NF6 CR6 HF6

* 1

0 kontroll alpha-MSH kontroll alpha-MSH kontroll alpha-MSH epididymalis zsír retroperitonealis zsír izom

24. ábra: A testösszetétel 7 napos centrális rekombináns leptin infúzió, illetve PFS után. (*: p < 0,05)

45

5. Következtetések

5.1.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása 2, 3-4, 12 és 24 hónapos

állatokban Eredményeink alátámasztják az alpha-MSH irodalomból ismert komplex katabolikus hatását (csökkenti a táplálékfelvételt, növeli az anyagcserét és ezek által csökkenti a testsúlyt), azonban

kísérleteink

során

jellegzetes

életkorfüggı

mintázatot

találtunk.

Korábbi

vizsgálataink utaltak az akut alpha-MSH injekció korfüggı táplálékcsökkentı hatására (Pétervári és mtsai, 2009, Pétervári és mtsai, 2010), azaz a fiatal 3-4 hónapos állatok esetén erıs, ezt követıen 6 és 12 hónapos (középkorú) állatoknál gyenge, míg 18 és 24 hónapos korcsoportoknál (idıs) ismét nagyon erıs anorexigén hatást észleltünk. Ezekben a kísérletekben azonban nem voltak adatok az energetikai hatások szimultán korfüggı változására. Jelen kísérletsorozatunkban igazoltuk, hogy az alpha-MSH infúziónak mind a táplálékfelvételt csökkentı, mind az anyagcsere növelı hatása is jellegzetes korfüggı, ugyanakkor egymástól eltérı mintázatot mutat. Az alpha-MSH anorexigén hatása az injekcióhoz hasonlóan a fiatalokban erıs, középkorúkban mérsékelt, nem szignifikáns, majd idıs állatokban ismét jelentıs. Érdekes módon az anorexigén és a metabolikus hatások nem paralell változtak. A 12 hónapos állatoknál láttuk a legnagyobb metabolikus hatást, holott ebben a csoportban volt a legkisebb az anorexigén hatás, azaz súlycsökkenésük éppen hogy elérte a szignifikancia határát, a tápfelvételük pedig nem csökkent szignifikáns mértékben. Az anyagcsere-hatásokra a Tc és HR változásokból következtettünk. Mivel az alphaMSH infúzió nem befolyásolta az állatok aktivitását, ezért a Tc növekedését az anyagcsere fokozódásából vezettük le. Ha a Tc növekedés lázas eredető lett volna, a betegség-magatartás következményeként csökkent volna az állatok aktivitása. Másrészt az állatok változatlan mozgásmennyisége megerısítette, hogy az alpha-MSH szöveti hatásai, fokozott szimpatikus aktivitás járult hozzá az anyagcsere növekedéshez (Song és mtsai, 2008). Megelızı irodalmi adatok alapján fiatal és idıs patkányok tápfelvételét és anyagcserejét is befolyásolta a melanocortin rendszer agonistájának (melanotan), és az antagonistájának (SHU9119) adása (Zhang és mtsai, 2004). Kísérletsorozatunk, amelyben nemcsak a két

46

végpontot, hanem egyidıben a középkorú korosztályt is vizsgáltuk, a metabolikus és tápfelvételi hatások eltérı korfüggı változását mutatta. Fiatal korban az anorexigén hatás erıs, de a metabolikus hatások mérsékeltek. Majd középkorú 12 hónapos állatoknál az anorexigén hatás kisfokú, ugyanakkor a metabolikus hatások jelentısen fokozódnak. Az idıs állatoknál viszont mind az anorexigén, mind a metabolikus hatások tekintetében nagyon erıs alpha-MSH hatást regisztráltunk. Vizsgálatunk alátámasztja, hogy a metabolikus és anorexigén hatások külön változnak az életkorral. Ennek hátterében a metabolikus és anorexigén hatások eltérı intracelluláris jelátviteli utakon való érvényre jutása, ezen utak életkorfüggı eltérı aktiválódása állhat. Melanocortinokkal foglalkozó más munkacsoportok megfigyelései is arra mutatnak, hogy a különbözı energetikai paraméterek szabályozása eltérı szignál transzdukciós útvonalon, egymástól függetlenül történik (Chen és mtsai, 2009): pl. G(s)alpha mutáció nem érinti a tápfelvételi hatásokat, de károsítja az energetikai hatásokat. Az idıskori sarcopenia és anorexia hátterében korábban leírt csökkent orexigén hatások mellett (Akimoto-Takano és mtsai, 2005) nagyon fontos szerepe lehet a kísérletsorozatunk által igazolt fokozott anorexigén érzékenységnek is. Az alpha-MSH érzékenység változásának hátterében az életkor mellett azonban a testösszetételnek is nagyon fontos szerepe lehet. Kísérleteinkben használt hím Wistar patkányok boncolása során nyert testössszetétel adatok is megerısítik a jellegzetes korfüggı testösszetétel elváltozásokat. Jól látható, hogy az életkorral a zsírmennyiség aránya nı, a középkorú állatoknál a legmagasabb a zsír aránya a testömeghez képest, majd idıs állatoknál már valamelyest csökken. A boncolások eredményei alapján nyomon követhetı volt a korfüggı sarcopenia megjelenése is idıs állatokban.

5.2.

Centrális leptin infúzió hatása fiatal és különbözı tápláltsági

állapotú 6 hónapos állatokban A testösszetétel hatását a centrális leptin infúzió hatékonyságára 6 hónapos különbözı tápláltsági állapotú hím Wistar patkányokon végeztük. Irodalmi adatok szerint a szérum leptin szint életkorral nı. Azonban minnél magasabb a leptin szint, annál kisebb az általa kiváltott biológiai válasz (Jackson és Ahima, 2006). Már 3 és 6 hónapos állatok szérum leptin szintje közt is szignifikáns különbség mutatkozik (Mooradian és mtsai, 2000). Ezzel megegyezıen vizsgálatunkban is az NF6 csoportnál a

47

leptin anorexigén hatása már mérsékeltebb volt az NF2 csoporthoz képest, amely a leptin hatékonyáságának csökkenésére, azaz kezdıdı leptin rezisztencia megjelenésére utalhat. A kor mellett azonban a 6 hónapos állatok testösszetétel szempontjából is eltértek a fiatal állatoktól: szignifikánsan nagyobb zsírmennyiséggel rendelkeztek még normál táplálás mellett is (zsírdús táplálás ezt a zsírmennyiséget természetesen jelentısen fokozta). A 7 napos leptin infúzió során jelentıs leptin hatás csökkenést láttunk a HF6 állatoknál. Irodalmi adatok alapján a HF diéta elhízáshoz (különbözı törzsek esetén eltérı mértékő) és következményes leptin rezisztenciához vezet. DIO állatok esetén mind a perifériásan, mind a centrális adott leptin hatékonysága kisebb a normál táplálású, nem elhízott csoportokhoz képest (Halaas és mtsai, 1997, Lin és mtsai, 2000). Ezzel megegyezıen, kísérleteink során a HF6 csoportban csak kisfokú, nem szignifikáns testsúly csökkenés kísérte a centrális leptin infúziót. A leptin infúzió nemcsak a testsúlyt, de az elhízott állatok zsírmennyiségét sem volt képes olyan mértékben redukálni, mint amilyen mértékőt hatására a többi csoportban láttunk. Azonban a leptin rezisztencia ellenére a tápfelvételük a 7 napos infúzió során végig jelentısen kisebb volt. Jelen megfigyelésünk eltér a korábban DIO C57BL/6J egerek esetén leírt tápfelvételt is érintı leptin rezisztenciától (Enriori és mtsai, 2007). Az anorexigén hatás tekintetében a kalória restrikciós állatoknál láttuk leginkább a leptin hatástalanságát: sem a testsúly, sem a táplálékfelvétel nem változott az infúzió hatására, sıt, ezek az állatok a leptin infúzió mellett is többet ettek, mint az NF2, NF6 csoport egyedei. Ezen adataink egybevágnak Gabriely és munkatársainak adataival (2002), amelyek leptin rezisztencia jelenlétére utalnak kalória restrikciós állatokban. Az említett munkacsoport azonban csak a leptin anorexigén hatását vizsgálta, nem mértek anyagcsere paramétereket. Az anyagcsere paraméterek szempontjából a leptin infúzió hatékony volt az NF2 és NF6 csoportnál. A fiatal állatoknál nagyobb, de átmeneti, míg a 6 hónapos állatoknál kisebb, de elnyújtottabb hatást láttunk mind a Tc, mind a HR szempontjából. A legkisebb változást a HF6 csoport mutatta, ami megerısíti az elhízás mellett kialakuló leptin rezisztenciára utaló vizsgálatokat. Az anorexigén és metabolikus paraméterek egyidejő mérése a CR6 állatoknál eredményezte a legérdekesebb képet. Míg az anorexigén hatás szempontjából látszólag leptin rezisztenciát láttuk, addig Tc egyidejő mérése kísérleteinkben az NF6, NF2 csoporthoz képest is fokozott leptin érzékenységet, nagyon jelentıs leptin hatást mutatott, azaz mind a Tc maximumok, mind a Tc minimumok megemelkedtek. Emellett a szívfrekvencia mérése során látott nagyon hasonló mintázat a leptin fokozott metabolikus hatására utal a kalória restrikciós csoportban. Az anorexigén hatás szempontjából tapasztalt virtuális leptin rezisztencia hátterében a kalória restrikciós állatoknál a fennálló orexigén túlsúlyt feltételeztük, amit 48

kísérletünkben a centrális NPY adására látott fokozott tápfelvételi hatás meg is erısített. Irodalmi adatok is fokozott NPY szintézisre és szekrécióra utalnak éhezés, energiahiányos állapotok mellett (Inui, 2000). A normál táplálású 6 hónapos állatokhoz képest az azonos korú, zsíros tápon tartott elhízott, nagy zsírtömeggel rendelkezı állatok esetén látott leptin érzékenység csökkenés és a kalória restrikciós állatoknál tapasztalt nagyon jellegzetes eltérések hangsúlyozzák, hogy 6 hónapos állatok esetén a tápláltsági állapot fontosabb faktornak tőnik a korral szemben. A HF6 csoporton belül tapasztalt eltérés, miszerint a testsúly és anyagcsere szempontjából látott rezisztencia ellenére a leptin tápfelvételt csökkentı hatása megtartott volt, szintén a feltételezhetıen eltérı intracelluláris utakra utalhat, azok további megismerésére irányítja a figyelmet. Más irodalmi adatok is utalnak az anorexigén és metabolikus hatások eltérı változásaira, pl. nem elhízott állatok esetén krónikus indukált hyperleptinaemia az anorexigén hatásra 25 nap után, míg metabolikus hatásra csak 83 nap után vezetett a leptin rezisztencia megjelenéséhez (Scarpace és mtsai, 2002). 19 hetes HFD hatására megjelenı elhízás mellett a IP3K út károsodást írták le megtartott STAT3 aktivitás mellett egerekben végzett vizsgálatok során. (Metlakunta és mtsai, 2008)

5.3.

Centrális alpha-MSH infúzió hatása fiatal és különbözı tápláltsági

állapotú 6 hónapos állatokban Az energetikai egyensúly fenntartásában és a testsúly szabályozásában központi szerepet játszó MC rendszer fı aktivátora a tápláltsági állapottal összefüggı leptin. Irodalmi adatok (Zang és mtsai, 2004; Wolden-Hanson és mtsai, 2006) egyrészt utalnak arra, hogy a MC rendszer érzékenysége megtartott lehet leptin rezisztencia mellett, másrészt egyre több leptintıl független út szerepét is felvetik az MC rendszer aktivációjában (Ibrahim és mtsai, 2003; Blouet és mtsai, 2009) Kísérleteinkben, amelyeket az elızı kísérletsorozattal megegyezı protokoll szerint végeztünk, különbözı tápláltsági állapotú patkányok esetén számos eltérést találtunk a centrális alpha-MSH, illetve leptin érzékenység tekintetében. Az alpha-MSH infúzió képes volt minden csoportban csökkenteni az állatok testsúlyát, míg a leptin csak az NF2 és NF6 állatok testsúlyát csökkentette szignifikáns mértékben. A leptintıl eltérı érzékenységet láttunk a táplálékfelvétel szempontjából is. Az alpha-MSH infúzió hatására minden csoport tápfelvétele csökkent, még a kalória restrikciós állatoknál is

49

szignifikáns mértékben redukálódott az FI, holott ebben a csoportban korábban a leptin infúzió abszolút nem befolyásolta az állatok tápfelvételét. A metabolikus paramétereket figyelembe véve, a leptinhez hasonlóan a CR6 állatoknál láttuk a legnagyobb választ. Hasonlóan kisebb hatást észleltünk az NF2 és NF6 csoportoknál. A leptin hatását vizsgáló kísérlettel szemben, ahol a HF6 állatok esetén csak elhanyagolható mértékő, azaz átlagosan 0,1 oC-os minimum hımérséklet-emelkedést láttunk, az alpha-MSH szignifikáns

mértékben

befolyásolta

az

állatok

anyagcseréjét,

azaz

a

nappali

maghımérsékletét és átmenetileg a szívfrekvenciát is megnövelte. A testösszetétel szempontjából az alpha-MSH csak az eleve nagyobb zsírtömeggel rendelkezı állatok zsírmennyiségét csökkentette, az izommennyiséget egyik csoportban sem befolyásolta, míg a leptin a HF6 állatok kivételével a retroperitonalis zsír mennyiségét gyakorlatilag eltörölte. Ugyanakkor megállapíthatjuk, hogy a testösszetétel nemcsak a leptin, de az alpha-MSH hatását, az MC rendszer érzékenyéségét is befolyásolja. Kalória restrikció mellett a leptinhez hasonlóan fokozott érzékenységet, míg elhízás mellett a leptinnel ellentétben szignifikáns katabolikus hatást láttunk. Jelen vizsgálatunk megerısíti, hogy leptin rezisztencia mellett a melanocortin rendszer érzékenysége megtartott, ami azért is fontos, mert a korábbi évekkel ellentétben, amikor az MC rendszernek elsısorban csak egyszerő energetikai hatásokat tulajdonítottak, ma már ezek mellett egyre komplexebb (pl. a máj-, izom-, zsíranyagcserét, a pancreas inzulin elválasztását és a perifériás inzulin érzékenységet fokozó) hatásait is hangsúlyozzák (Mountjoy és mtsai, 2010). Így szerepe méginkább kiemelendı az elhízás, illetve diabetes kialakulásában és ezen betegségek esetleges terápiájában A leptin rezisztencia ellenére megtartott MC érzékenység a MC rendszer leptintıl független aktivációjának pontosabb megismerése irányítja a figyelmet. Ezen utak hatékonyságát azonban – a leptinhez hasonlóan – befolyásolhatja a tápláltsági állapot. A MC rendszer leptintıl független aktivációjában fontos szerepe lehet pl. a vércukor szintnek. A hypotalamus nucleus arcuatusában a POMC neuronok kb 50 % képes érzékelni a vércukorszint növekedést, aminek hatására fokozódik az alpha-MSH szekréció. 20 hetes HF diéta hatására azonban károsodik ez a mechanizmus (Parton és mtsai, 2007).

50

6. Összefoglalás

6.1.

Az alpha-MSH érzékenység függ az életkortól, de nem párhuzamosan változnak táplálékfelvételt csökkentı és anyagcsere-növelı hatásai. Fiatal állatoknál az alphaMSH anorexigén, középkorúaknál a metabolikus, idıs korban pedig mind a metabolikus, mind az anorexigén hatása jelentıs, aminek szerepe lehet az idıskori anorexia és sarcopenia kialakulásában.

6.2.

Életkorral az állatok testösszetétele is jellegzetesen változik. A testzsír mennyisége 18 hónapos (közép) korig növekszik, majd idıs állatokban már csökken. Emellett az izom mennyiségének fogyását láttuk az életkor elırehaladtával.

6.3.

Kezdıdı leptin rezisztencia jeleit láttuk 6 hónapos életkorra normál táplálás mellett is. Ugyanakkor 6 hónapos korra az állatok már nagyobb zsírtömeggel rendelkeznek a fiatal állatokhoz képest. A 6 hónapos állatokban a leptin hatása már mind a táplálékfelvétel, mind az anyagcsere szempontjából mérsékeltebb, mint a 2 hónapos állatokban.

6.4.

A leptin érzékenység szempontjából úgy tőnik, hogy 6 hónapos állatokban a tápláltsági állapotnak nagyobb jelentısége van, mint a kornak. Az elhízás leptin rezisztencia megjelenéséhez vezet, bár a leptin tápfelvételt csökkentı hatása még megtartott. Kalória restrikció fokozott leptin érzékenységet eredményez, legalábbis a legjelentısebb metabolikus hatásokat ebben a csoportban láttuk. Ebben a csoportban a táplálékfelvételi hatásra vonatkozó leptin-rezisztenciát (amit irodalmi adatok is alátámasztottak; Gabriely és mtsai, 2002) virtuális rezisztenciának tartottuk, amely feltehetıen a tartós éhezés miatti orexigén túlsúly következményeként alakult ki – amely viszont nem érintette a leptin feltőnıen erıs metabolikus hatásait ezekben az állatokban.

6.5.

A melanocortin rendszer érzékenységét is befolyásolja a tápláltsági állapot 6 hónapos állatokban. A testösszetétel változása (elhízás) mellett kialakuló leptin rezisztencia ellenére a melanocortin rendszer érzékenysége megtartott 6 hónapos állatokban, sıt a legjelentısebb tápfelvétel-csökkentı hatást itt láttuk. Mindezek felhívják a figyelmet a MC rendszer leptintıl független aktivációjának lehetıségére, akár leptin rezisztencia mellett is.

51

7. Perspektívák A kísérleteinkhez használt modellek késıbbiekben jól használhatóak a kor és testösszetétel-függı hatások hátterében zajló intracelluláris jelátviteli utak vizsgálatához, a metabolikus és anorexigén hatásokért felelıs, feltételezhetıen eltérı IC jelátviteli utak aktiválódásának, korfüggı eltéréseinek megismeréséhez. Eddigi vizsgálatainkkal igazoltuk, hogy kalória restrikció hatására a leptin érzékénység javítható. További vizsgálatainkban nyomon követhetjük, hogy a korfüggı leptin rezisztencia késıbbi életkorokban is megakadályozható-e, illetve a leptin rezisztencia megjelenését a kalória restrikció milyen mértékben képes késıbbi életkorokra kitolni. Irodalmi adatok utalnak rá, hogy idıs (20 hónapos) állatoknál alkalmazott 3 hónapos kalória restrikció a korfüggı leptin szint emelkedését mérsékelte, azaz a szérum leptin szintet a 7 hónapos állatokéhoz hasonló szintre csökkentette vissza miközben a leptin rezisztencia hátterében álló SOC3 upregulációt is mérséklıdött (Peralta és mtsai, 2002). Kérdés, hogy az általunk alkalmazott tartós kalória restrikciónak milyen hatása van a leptin rezisztencia megjelenésére, illetve késıbbi életkorokban miként változik mellette az izom tömege, azaz képes-e javítani a kalória restrikció a leptin érzékenységet úgy, hogy közben az izomzat tömege nem változik. További lehetıségeket jelent a kalória restrikció és fizikai aktivitás együttes hatásának vizsgálata is: a fizikai aktivitásnak szintén fontos szerepe lehet a leptin érzékenység fokozásában, helyreállításában. Az elhízott állatok esetén látott leptin rezisztencia kísérleteink alapján 6 hónapos állatokban még inkább a testösszetétel, mint a kor függvénye. Irodalmi adatok szerint azonban az elhízás felgyorsítja az öregedést. Felmerül a kérdés, hogy az elsı kísérletsorozatunkban látott, idıs korra megjelenı korfüggı anorexigén túlsúly korábban jelenik-e meg nagymértékben elhízott állatokban? Modelljeinkben továbbiakban jól vizsgálhatóak más centrális (pl. CRF) és perifériás (inzulin) neurotranszmitterek, melyek tápfelvételi és anyagcsere hatásának fontos szerepe van a korfüggı testösszetétel változásokban. Különösképp érdekesnek tőnnek az inzulin centrális kor és testösszetétel függı hatásának változásai. Az inzulin a leptinhez hasonlóan átjut a véragy gáton és elsısorban a hypothalamusban (részben a leptinnel közös intracelluláris utakon) csökkenti az orexigén neuropeptidek (NPY/AgRP rendszert), valamint fokozza az anorexigén neuropeptidek (POMC/CART) szintézisét, ezáltal csökkenti a táplálék felvételét, fokozza a 52

szimpatikus aktivitást, a hıtermelést és a testsúly csökkenéséhez, egyúttal a relatív éhezésben a fehérje-bontásán át sarcopeniához vezet. A centrálisan infundált inzulin befolyásolja a perifériás glükóz anyagcserét is, pl. hatására csökken a máj glükóz kidobása, fokozódik a pancreas inzulin elválasztása. Krónikusan magas leptin szint (elhízás, életkor következtében) csökkenti a centrális inzulin érzékenységet is, míg a centrális leptin rezisztencia korrigálása állatkísérletes adatok alapján fokozza a perifériás inzulin érzékenységet (Marino és mtsai, 2011). Mindez aláhúzza mind a centrális leptin, mind a centrális inzulin érzékenység fenntartására, visszaállítására irányuló vizsgálatok fontosságát.

53

8. Irodalomjegyzék Abbud RA, Kelleher R, Melmed S (2004) Cell-specific pituitary gene expression profiles after treatment with leukemia inhibitory factor reveal novel modulators for proopiomelanocortin expression. Endocrinology 145:867–880

Abel TW, Rance NE (1999) Proopiomelanocortin gene expression is decreased in the infundibular nucleus of postmenopausal women. Brain Res Mol Brain Res 69: 202–208

Adan RA, Tiesjema B, Hillebrand JJ, la Fleur SE, Kas MJ, de Krom M (2006) The MC4 receptor and control of appetite. Brit J Pharmacol 149:815–827

Akimoto-Takano S, Sakurai C, Kanai S, Hosoya H, Ohta M, Miyasaka K (2005) Differences in the appetite-stimulating effect of orexin, neuropeptide Y and ghrelin among young, adult and old rats. Neuroendocrinology 82: 256–263

Akimoto S, Miyasaka K (2010) Age-associated changes of appetite-regulating peptides. Geriatr Gerontol Int 1:S107-119

Astrand A, Bohlooly-Y M, Larsdotter S, Mahlapuu M, Andersén H, Tornell J, Ohlsson C, Snaith M, Morgan DG (2004) Mice lacking melanin-concentrating hormone receptor 1 demonstrate increased heart rate associated with altered autonomic activity. Am J Physiol 287:R749-R758

Balaskó M, Szelényi Z, Székely M (1999) Central thermoregulatory effects of neuropeptide Y and orexin A in rats. Acta Physiol Hung 86:219-222

Balaskó M, Garami A, Soós S, Koncsecskó-Gáspár M, Székely M, Pétervári E (2010) Central alphaMSH, energy balance, thermal balance, and antipyresis. J Therm Biol 35: 211-217

Bates SH, Stearns WH, Dundon TA, Schubert M, Tso AW, Wang Y, Banks AS, Lavery HJ, Haq AK, Maratos-Flier E, Neel BG, Schwartz MW, Myers MG Jr (2003) STAT3 signalling is required for leptin regulation of energy balance but not reproduction. Nature 421:856-859

Beck B (2000) Neuropeptides and obesity. Nutrition 16: 916-923

54

Blouet C, Jo YH, Li X, Schwartz GJ (2009) Mediobasal hypothalamic leucine sensing regulates food intake through activation of a hypothalamus-brainstem circuit. J. Neurosci 29:8302–8311

Blum WF, Englaro P, Hanitsch S, Juul A, Hertel NT, Müller J, Skakkebaek NE, Heiman ML, Birkett M, Attanasio AM, Kiess W, Rascher W (1997) Plasma leptin levels in healthy children and adolescents: dependence on body mass index, body fat mass, gender, pubertal stage, and testosterone.J Clin Endocrinol Metab 82:2904-2910

Brosh A (2007) Heart rate measurements as an index of energy expenditure and energy balance in ruminants. Review J Anim Sci 85:1213-1227

Butler AA, Kesterson RA, Khong K, Cullen MJ, Pelleymounter MA, Dekoning J, Baetscher M, Cone RD (2000) A unique metabolic syndrome causes obesity in the melanocortin-3 receptor-deficient mouse. Endocrinology 141:3518-3521

Butler AA (2006) The melanocortin system and energy balance. Peptides 27:281-290

Cameron AJ, Welborn TA, Zimmet PZ, Dunstan DW, Owen N, Salmon J, Dalton M, Jolley D, Shaw JE (2003) Overweight and obesity in Australia: the 1999-2000 Australian Diabetes, Obesity and Lifestyle Study (AusDiab) Med J Aust 178:427-432

Caro JF, Kolaczynski JW, Nyce MR, Ohannesian JP, Opentanova I, Goldman WH, Lynn RB, Zhang PL, Sinha MK, Considine RV (1996) Decreased cerebrospinal-fluid/serum leptin ratio in obesity: a possible mechanism for leptin resistance. Lancet 348:159-161

Cettour-Rose P, Rohner-Jeanrenaud F (2002) The leptin-like effects of 3-D peripheral administration of a melanocortin agonist are more marked in genetically obese Zucker (fa/fa) than in lean rats. Endocrinology 143:2277-2283

Cha SH, Hu Z, Lane MD (2004) Long term effects of a fatty acid synthase inhibitor on obese mice: food intake, hypothalamic neuropeptides, and UCP3. Biochem Biophys Res Commun 317:301-308

Chen K, Li F, Li J, Cai H, Strom S, Bisello A, Kelley DE, Friedman-Einat M, Skibinski GA, McCrory MA, Szalai AJ, Zhao AZ. (2006) Induction of leptin resistance through direct interaction of Creactive protein with leptin. Nat Med 12:425-432

55

Chen M, Wang J, Dickerson KE, Kelleher J, Xie T, Gupta D, Lai EW, Pacak K, Gavrilova O, Weinstein LS (2009) Central nervous system imprinting of the G protein G(s)alpha and its role in metabolic regulation. Cell Metab 9:548-555

Clarkston WK, Pantano MM, Morley JE, Horowitz M, Littlefield JM, Burton FR (1997) Evidence for the anorexia of aging: gastrointestinal transit and hunger in healthy elderly versus young audults. Am J Physiol 272:R243-R248

Condsidine RV, Sinha MK, Heiman ML, Kriauciunas A, Stephens TW, Nyce MR, Ohannesian JP, Marco CC, McKee LJ, Bauer TL, Caro JF (1996) Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans. N Engl J Med 334:292–295

D’Agostino G, Diano S (2010) Alpha-melanocyte stimulating hormone: production and degradation. J Mol Med 88:1195-1201

Di Francesco V, Fantin F, Omizzolo F, Residori L, Bissoli L, Bosello O, Zamboni M (2007) The anorexia of aging. Dig Dis 25:129-137

Doherty TJ (2003) Aging and sarcopenia. J Appl Physiol 95: 1717-1727

Dubuc GR, Phinney SD, Stern JS, Havel PJ (1998) Changes of serum leptin and endocrine and metabolic parameters after 7 days of energy restriction in men and women. Metab Clin Exp 47:429–434

Dunbar JC, Hu Y, Lu H (1997) Intracerebroventricular leptin increases lumbar and renal sympathetic nerve activity and blood pressure in normal rats. Diabetes 46:2040–2043

Egészségügyi Minisztérium szakmai protokollja (2008) Az elhízás diagnosztikája és kezelése Készítette: A Belgyógyászati Szakmai Kollégium, és a Magyar Elhízástudományi Társaság

Elias CF, Aschkenasi C, Lee C, Kelly J, Ahima RS, Bjorbaek C, Flier JS, Saper CB, Elmquist JK (1999) Leptin differentially regulates NPY and POMC neurons projecting to the lateral hypothalamic area. Neuron 23:775-786

Enriori PJ, Evans AE, Sinnayah P, Jobst EE, Tonelli-Lemos L, Billes SK, Glavas MM, Grayson BE, Perello M, Nillni EA, Grove KL, Cowley MA (2007) Diet-induced obesity causes severe but reversible leptin resistance in arcuate melanocortin neurons. Cell Metab 5:181-194

56

Escobar-Morreale HF, Escobar del Rey F, Morreale de Escobar G (1997) Thyroid hormones influence serum leptin concentrations in the rat. Endocrinology 138:4485-4488

Escrivá F, Gavete ML, Fermín Y, Pérez C, Gallardo N, Alvarez C, Andrés A, Ros M, Carrascosa JM (2007) Effect of age and moderate food restriction on insulin sensitivity in Wistar rats: role of adiposity. J Endocrinol 194:131-141

Fernández-Galaz C, Fernández-Agulló T, Campoy F, Arribas C, Gallardo N, Andrés A, Ros M, Carrascosa JM (2001) Decreased leptin uptake in hypothalamic nuclei with ageing in Wistar rats. J Endocrinol 171:23-32

Fernández-Galaz C, Fernández-Agulló T, Pérez C, Peralta S, Arribas C, Andrés A, Carrascosa JM, Ros M (2002) Long-term food restriction prevents agingassociated central leptin resistance in Wistar rats. Diabetologia 45:997-1003

Friedman JM, Halaas JL (1998) Leptin and the regulation of body weight in mammals. Nature 395:763-770

Gabriely I, Ma XH, Yang XM, Rossetti L, Barzilai N (2002) Leptin resistance during aging is independent of fat mass. Diabetes 51:1016-1021

Gantz I, Shimoto Y, Konda Y, Miwa H, Dickinson CJ, Yamada T (1994): Molecular cloning, expression, and characterization of a fifth melanocortin receptor. Biochem Biophys Res Commun 200:1214-1220

Gao Q, Mezei G, Nie Y, Rao Y, Choi CS, Bechmann I, Leranth C, Toran-Allerand D, Priest CA, Roberts JL, Gao XB, Mobbs C, Shulman GI, Diano S, Horvath TL (2007) Anorectic estrogen mimics leptin's effect on the rewiring of melanocortin cells and Stat3 signaling in obese animals. Nat Med 13:89-94

Gout J, Sarafian D, Tirard J, Blondet A, Vigier M, Rajas F, Mithieux G, Begeot M, Naville D (2008) Leptin infusion and obesity in mouse cause alterations in the hypothalamic melanocortin system. Obesity 16:1763-1769

Green JL, Sawaya FJ, Dollar AL (2011) The Effects of Caloric Restriction on Health and Longevity. . Curr Treat Options Cardiovasc Med Epub 2011 Apr 28

57

Gruenewald DA, Matsumoto AM (1991) Age-related decrease in proopiomelanocortin gene expression in the arcuate nucleus of the male rat brain. Neurobiol Aging 12:113-121

Gruenewald DA, Marck BT, Matsumoto AM (1996) Fasting-induced increases in food intake and neuropeptide Y gene expression are attenuated in aging male brown Norway rats. Endocrinology 137:4460-4467

Halaas JL, Boozer C, Blair- West J, Fidahusein N, Denton DA, Friedman JM (1997) Physiological response to long-term peripheral and central leptin infusion in lean and obese mice. Proc Natl Acad Sci USA 94:8878-8883

Hagan MM, Havel PJ, Seeley RJ, Woods SC, Ekhator NN, Baker DG, Hill KK, Wortman MD, Miller AH, Gingerich RL, Geracioti TD. (1999) Cerebrospinal fluid and plasma leptin measurements: covariability with dopamine and cortisol in fasting humans. J Clin Endocrinol Metab 84:35793585

Harrold JA, Widdowson PS, Williams G (1999) Altered energy balance causes selective changes in melanocortin-4 (MC4-R), but not melanocortin-3 (MC3-R), receptors in specific hypothalamic regions: Further evidence that activation of MC4-R is a physiological inhibitor of feeding. Diabetes 48:267-271

Haynes J, Speakman J, Racey P (1999) Interaction between the melanocortin system and the leptin in control of sympathetic nerve traffic. Hypertension 33:542-547

Hillebrand JJ, de Wied D, Adan RA (2002) Neuropeptides, food intake and body weight regulation: a hypothalamic focus. Review Peptides 23:2283-2306

Hoggard N, Hunter L, Duncan JS, Williams LM, Trayhurn P, Mercer JG (1997) Leptin and leptin receptor mRNA and protein expression in the murine fetus and placenta. Proc Natl Acad Sci USA 94:11073-11078

Horvath TL, Diano S, Sotonyi P, Heiman M, Tschöp M (2001) Minireview: Ghrelin and the regulation of energy balance-a hypothalamic perspective. Endocrinology 142:4163-4169

58

Huszar D, Lynch CA, Fairchild-Huntress V, Dunmore JH, Fang Q, Berkemeier LR, Gu W, Kesterson RA, Boston BA, Cone RD, Smith FJ, Campfield LA, Burn P, Lee F (1997) Targeted disruption of the melanocortin-4 receptor results in obesity in mice. Cell 88:131-141

Hwa JJ, Ghibaudi L, Gao J, Parker EM (2001) Central melanocortin system modulates energy intake and expenditure of obese and lean Zucker rats. Am J Physiol 281:R444-R451

Ibrahim N, Bosch MA, Smart JL, Qiu J, Rubinstein M, Rønnekleiv OK, Low MJ, Kelly MJ (2003) Hypothalamic proopiomelanocortin neurons are glucose sensitive and express K(ATP) channels. Endocrinology 144:1331-1340

Inui A (2000) Transgenic approach to the study of body weight regulation. Pharmacol. Rev. 52:35-62

Jackson MB, Ahima RS (2006) Neuroendocrine and metabolic effects of adipocyte-derived hormones. Clin Sci 110:143-152

Jiang L., You J, Yu X, Gonzalez L, Yu Y, Wang Q, Yang G, Li W, Li C, Liu Y (2008)Tyrosinedependent and –independent actions of leptin receptor in control of energy balance and glucose homeostasis. (2008) Proc Natl Acad Sci USA 105:18619-18624

Jéquier E (2002) Leptin signaling, adiposity, and energy balance Ann N Y Acad Sci 967:379-388

Kask A, Rägo L, Wikberg JE, Schiöth HB (2000) Differential effectsnof melanocortin peptides on ingestive behaviour in rats: evidence against the involvement of MC(3) receptor in the regulation of food intake. Neurosci Lett 283:1-4

Kinzig KP, Hargrave SL, Tao EE (2009) Central and peripheral effects of chronic food restriction and weight restoration in the rat. Am J Physiol 296:E282-E290

Kitamura T, Feng Y, Kitamura YI, Chua SC Jr, Xu AW, Barsh GS, Rossetti L, Accili D (2006) Forkhead protein FoxO1 mediates Agrp-dependent effects of leptin on food intake. Nat Med 12:534-540

Kmiec Z (2010) Central control of food intake in aging. Review Interdiscip Top Gerontol.37:37-50

Kmiec Z (2011) Aging and Peptide Control of Food Intake. Curr Protein Pept Sci. Epub 2011 May 17

59

Kowalski C, Miceau J, Corder R, Gaillard R, Conte-Devolx B(1992) Age-related changes in corticoreleasing factor. somatostatin, neuropeptide Y, methionine enkephalin and beta-endorphin in specific rat brain areas. Brain Res 582:38-46

Kubo M, Ishizuka T, Kijima H, Kakinuma M, Koike T (1995) Cloning of a mouse adrenocorticotropin receptor-encoding gene. Gene 153:279-280

Lee YS, Poh LK, Loke KY (2002) A novel melanocortin 3 receptor gene (MC3R) mutation associated with severe obesity. J Clin Endocrinol Metab 87:1423-1426

Levin BE, Triscari J, Hogan S, Sullivan AC (1987) Resistance to diet-induced obesity: food intake, pancreatic sympathetic tone, and insulin. Am J Physiol 252:R471-R478

Levin BE, Dunn-Meynell AA, Branks WA (2003) Abnormalities of leptin and ghrelin regulation in obesity-prone juvenile rats. Am J Physiol 285:E949-E957

Li H, Matheny M, Nicolson M, Tümer N, Scarpace PJ. (1997) Leptin gene expression increases with age independent of increasing adiposity in rats. Diabetes 46:2035-2039

Li H, Matheny M, Tümer N, Scarpace PJ (1998) Aging and fasting regulation of leptin and hypothalamic neuropeptide Y gene expression. Am J Physiol 275:E405-E411

Li G, Mobbs CV, Scarpace PJ (2003) Central pro-opiomelanocortin gene delivery results in hypophagia, reduced visceral adiposity, and improved insulin sensitivity in genetically obese Zucker rats. Diabetes 52:1951-1957

Lin S, Thomas TC, Storlien LH, Huang XF (2000) Development of high fat diet-induced obesity and leptin resistance in C57B1/6J mice Int J Obes Relat Metab Disord 24:639-646

Lopez M, Tovar S, Vazquez MJ, Nogueiras R, Senaris R, Dieguez C (2005) Sensing the fat: fatty acid metabolism in the hypothalamus and the melanocortin system. Peptides 26:1753–1758

MacIntosh CG, Andrews JM, Jones KL, Wishart JM, Morris HA, Jansen JB, Morley JE, Horowitz M, Chapman IM (1999) Effects of age on concentrations of plasma cholecystokinin, glucagon-like peptide 1, and peptide YY and their relation to appetite and pyloric motility. Am J Clin Nutr 69:999-1006

60

MacIntosh C, Morley JE, Chapman IM (2000) The anorexia of aging. Nutrition 16:983-995

MacIntosh CG, Morley JE, Wishart JM, Morris HA, Jansen JB, Horowitz M, Chapman IM (2001) Effect of exogenous cholecystokinin (CCK)-8 on food intake and plasma CCK, leptin, and insulin concentrations in older and young adults: evidence for increased CCK activity as a cause of the anorexia of aging. J Clin Endocrinol Metab 86:5830-5837

Maejima Y, Sedbazar U, Suyama S, Kohno D, Onaka T, Takano E, Yoshida N (2009) Nesfatin-1regulated oxytocinergic signaling in the paraventricular nucleus causes anorexia through a leptinindependent melanocortin pathway. Cell Metab 10:355-365

Maffei M, Halaas J, Ravussin E, Pratley RE, Lee GH, Zhang Y, Fei H, Kim S, Lallone R, Ranganathan S (1995) Leptin levels in human and rodent: measurement of plasma leptin and ob RNA in obese and weight-reduced subjects.Nat Med 1:1155-1161

Marino JS, Xu Y, Hill JW (2011) Central insulin and leptin-mediated autonomic control of glucose homeostasis. Trends Endocrinol Metab Epub 2011 Apr 12

Marks DL, Ling N, Cone RD (2001) Role of the central melanocortin system in cachexia. Cancer Res 61:1432-1438

Marks DL, Butler AA, Turner R, Brookhart G, Cone RD (2003) Differential role of melanocortin receptor subtypes in cachexia. Endocrinology144:513-523

Martin TL, Alquier T, Asakura K, Furukawa N, Preitner F, Kahn BB (2006) Diet-induced obesity alters AMP kinase activity in hypothalamus and skeletal muscle. J Biol Chem 281:18933-18941

Masclee AA, Geuskens LM, Driessen WMM, Jansen JBMJ, Lamers CBHW (1988) Effects of aging on plasma cholecystokinin secretion and gallbladder emptying. Age 11:136-140

Masoro EJ (2000) Caloric restriction and aging: an update. Review Exp Gerontol 35:299-305.

Metlakunta AS, Sahu M, Sahu A (2008) Hypothalamic phospatidylinositol 3-kinase pathway of leptin signaling is impaired during the development of diet-induced obesity in FVN/N mice. Endocrinology 149:1121-1128

61

Mix H, Widjaja A, Jandl O, Cornberg M, Kaul A, Göke M, Beil W, Kuske M, Brabant G, Manns MP, Wagner S (2000) Expression of leptin and leptin receptor isoforms in the human stomach. Gut 47:481-486

Minokoshi Y, Alquier T, Furukawa N, Kim YB, Lee A, Xue B, Mu J, Foufelle F, Ferré P, Birnbaum MJ, Stuck BJ, Kahn BB (2004) AMP-kinase regulates food intake by responding to hormonal and nutrient signals in the hypothalamus. Nature 428:569-574

Mizuno TM, Kleopoulos SP, Bergen HT, Roberts JL, Priest CA, Mobbs CV (1998) Hypothalamic pro-opiomelanocortin mRNA is reduced by fasting and [corrected] in ob/ob and db/db mice, but is stimulated by leptin. Diabetes 47:294-297

Mizuno TM, Kelley KA, Pasinetti GM, Roberts JL, Mobbs CV (2003) Transgenic neuronal expression of proopiomelanocortin attenuates hyperphagic response to fasting and reverses metabolic impairments in leptin-deficient obese mice. Diabetes 52:2675–2683

Mooradian AD, Hurd R, Chehade J, Pun K, Haas MJ (2000) Age-related changes in plasma leptin binding activity in rats: A comparison of a simple acid-ethanol precipitation technique with column chromatography. Proc Soc Exp Biol Med 224:273-277

Mori H, Hanada R, Hanada T, Aki D, Mashima R, Nishinakamura H, Torisu T, Chien KR, Yasukawa H, Yoshimura A (2004) Socs3 deficiency in the brain elevates leptin sensitivity and confers resistance to dietinduced obesity. Nat Med 10:739-743

Morley JE (1987) Neuropeptide regulation of appetite and weight. Endocr Rev 8:256-287

Morley JE (1989) Appetite regulation: the role of peptides and hormones. J Endocrinol Invest 12:135147

Morley JE (1997) Anorexia of aging: physiologic and pathologic. Am J Clin Nutr 66:760-773

Morley JE (2001) Decreased food intake with aging. J Gerontol Med Sci 56A:81-88

Mountjoy KG, Robbins LS, Mortrud MT, Cone RD (1992) The cloning of a family of genes that encode the melanocortin receptors. Science 257:1248-51

62

Mountjoy KG (2010) Functions for pro-opiomelanocortin-derived peptides in obesity and diabetes. Review Biochem J. 428:305-324

Munzberg H, Huo L, Nillni EA, Hollenberg AN, Bjorbaek C (2003) Role of signal transducer and activator of transcription 3 in regulation of hypothalamic proopiomelanocortin gene expression by leptin. Endocrinology 144:2121-2131

Niswender KD, Morton GJ, Stearns WH, Rhodes CJ, Myers MG Jr, Schwartz MW (2001) Intracellular signalling. Key enzyme in leptin-induced anorexia. Nature 413:794-795

Ollmann MM, Wilson BD, Yang YK, Kerns JA, Chen Y, Gantz I, Barsh GS (1997) Antagonism of central melanocortin receptors in vitro and in vivo by agouti-related protein. Science 278:135-138

Pal R, Sahu A (2003) Leptin signaling in the hypothalamus during chronic central leptin infusion. Endocrinology144:3789-3798

Parton LE, Ye CP, Coppari R, Enriori PJ, Choi B, Zhang CY, Xu C, Vianna CR, Balthasar N, Lee CE, Elmquist JK, Cowley MA, Lowell BB (2007) Glucose sensing by POMC neurons regulates glucose homeostasis and is impaired in obesity. Nature 449:228-232

Peralta S, Carrascosa JM, Gallardo N, Ros M, Arribas C (2002) Ageing increases SOCS-3 expression in rat hypothalamus: effects of food restriction. Biochem Biophys Res Commun 296:425-428

Perello M, Stuart RC, Nillni EA (2007) Differential effects of fasting and leptin on proopiomelanocortin peptides in the arcuate J Mol Neurosci nucleus and in the nucleus of the solitary tract. Am J Physiol 292:E1348-E1357

Pelleymounter M, Cullen MJ, Baker MB, Hecht R, Winters D, Boone T, Collins F (1995) Effects of the obese gene product on body weight regulation in ob/ob mice. Science 269:540-543

Pétervári E, Balaskó M, Garami A, Soós S, Székely M (2009) Suppression of food intake by intracerebroventricular injection of alpha-MSH varies with age in rats. Acta Physiol Hung 96:483487

Petervari E, Garami A, Soos S, Szekely M, Balasko M (2010) Age-dependence of alpha-MSHinduced anorexia. Neuropeptides 44:315-322

63

Pétervári E, Szabad AO, Soós S, Garami A, Székely M, Balaskó M (2011) Central alpha-MSH infusion in rats: disparate anorexic vs. metabolic changes with aging. Regul Pept. 166:105-111

Pich EM, Messori B, Zoli M, Ferraguti F, Marrama P, Biagini G, Fuxe K, Agnati LF (1992): Feeding and drinking responses to neuropeptide Y injections in the paraventricular hypothalamic nucleus of aged rats. Brain Res 575:265-271

Pritchard LE, Oliver RL, McLoughlin JD, Birtles S, Lawrence CB, Turnbull AV, White A (2003) Proopiomelanocortin-derived peptides in rat cerebrospinal fluid and hypothalamic extracts: evidence that secretion is regulated with respect to energy balance. Endocrinology 144:760-766

Procaccini C, Lourenco EV, Matarese G, La Cava A (2009) Leptin signaling: A key pathway in immune responses. Curr Signal Transduct Ther 4:22-30

Rahmouni K, Morgan DA, Morgan GM, Mark AL, Haynes WG (2005) Role of selective leptin resistance in diet-induced obesity hypertension. Diabetes 54:2012–2018

Rigamonti AE, Pincelli AI, Corrà B, Viarengo R, Bonomo SM, Galimberti D, Scacchi M, Scarpini E, Cavagnini F, Müller EE (2002) Plasma ghrelin concentrations in elderly subjects: comparison with anorexic and obese patients. J Endocrinol 175:R1-R5

Roberts SB, Fuss P, Melvin B, Heyman MB, Evans WJ, Tsay R, Rasmussen H, Fiatarone M, Cortiella J, Dallal GE, Young VR (1994) Control of food intake in older man. JAMA 272:1601-1606

Rosicka M, Krsek M, Jarkovska Z, Marek J, Schreiber V (2002) Ghrelin-a new endogenous growth hormone secretagogue. Physiol Res 51:435-441

Saladin R, De Vos P, Guerre-Millo M, Leturque A, Girard J, Staels B, Auwerx J (1995) Transient increase in obese gene expression after food intake or insulin administration. Nature 377:527-529

Sahu A (2004) Minireview: a hypothalamic role in energy balance with special emphasis on leptin. Endocrinology 145:2613–2620

Savontaus E, Breen TL, Kim A, Yang LM, Chua SC Jr, Wardlaw SL (2004) Metabolic effects of transgenic

melanocyte-stimulating

hormone

overexpression

in

lean

and

obese

mice.

Endocrinology 145:3881–3891

64

Scarpace PJ, Matheny M, Pollock BH, Tümer N (1997) Leptin increases uncoupling protein expression and energy expenditure. Am J Physiol 273:E226–E230

Scarpace PJ, Matheny M, Shek EW (2000a) Impaired leptin signal transduction with age-related obesity. Neuropharmacology 39:1872-1879

Scarpace PJ, Matheny M, Moore RL, Tumer N (2000b) Impaired leptin responsiveness in aged rats. Diabetes 49:431-435

Scarpace PJ, Matheny M, Zhang Y, Shek EW, Prima V, Zolotukhin S, Tümer N (2002) Leptininduced leptin resistance reveals separate roles for the anorexic and thermogenic responses in weight maintenance. Endocrinology 143:3026-3235

Scarpace PJ, Zhang Y (2009) Leptin resistance: a predisposing factor for diet-induced obesity. Am J Physiol 296:R493-R500

Schwartz MW, Peskind E, Raskind M, Boyko EJ, Porte JD (1996) Cerebrospinal fluid leptin levels: relationship to plasma levels and to adiposity in humans. Nat Med 2:589-593

Schwartz MW, Seeley RJ, Woods SC, Weigle DS, Campfield LA, Burn P, Baskin DG (1997) Leptin increases hypothalamic pro-opiomelanocortin mRNA expression in the rostral arcuate nucleus. Diabetes 46:2119-2123

Seeley RJ, Yagaloff KA, Fisher SL, Burn P, Thiele TE, van Dijk G, Baskin DG, Schwartz MW (1997) Melanocortin receptors in leptin effects. Nature 390:349

Shek EW, Scarpace PJ (2000) Resistance to the anorexic and thermogenic effects of centrally administrated leptin in obese aged rats. Regul Pept 92:65-71

Shintani M, Ogawa Y, Ebihara K, Aizawa-Abe M, Miyanaga F, Takaya K, Hayashi T, Inoue G, Hosoda K, Kojima M, Kangawa K, Nakao K (2001) Ghrelin, an endogenous growth hormone secretagogue, is a novel orexigenic peptide that antagonizes leptin action through the activation of hypothalamic neuropeptide Y/Y1 receptor pathway. Diabetes 50:227-232

Shimokata H, Tobin JD, Muller DC, Elahi D, Coon PJ, Andres R (1989) Studies in the distribution of body fat: I. Effects of age, sex, and obesity. J Gerontol 44: M66-M73

65

Shiraishi T, Oomura Y, Sasaki K and Wayner MJ (2000) Effects of leptin and orexin-A on food intake and feeding related hypothalamic neurons. Physiol Behav 71:251-261

Shimizu H, Oh IS, Okada S, Mori M (2007) Leptin resistance and obesity. Endocr J 54:17–26

Shimizu H, Inoue K, Mori M (2007) The leptin-dependent and -independent melanocortin signaling system: regulation of feeding and energy expenditure. J Endocrinol 193:1-9

Singru PS, Sánchez E, Fekete C, Lechan RM (2007) Importance of melanocortin signaling in refeeding-induced neuronal activation and satiety. Endocrinology 148: 638-646

Slieker LJ, Sloop KW, Surface PL, Kriauciunas A, LaQuier F, Manetta J, Bue-Valleskey J, Stephens TW. (1996) Regulation of expression of ob mRNA and protein by glucocorticoids and cAMP. J Biol Chem 271:5301-5304

Song CK, Vaughan CH, Keen-Rhinehart E, Harris RBS, Richard D, Bartness TJ (2008) Melanocortin4 receptor mRNA expressed in sympathetic outflow neurons to brown adipose tissue: neuroanatomical and functional evidence. Am. J Physiol 295:R417-R428

Steen B, Isaksson B, Svanborg A (1979) Body composition at 70 and 75 years of age: a longitudinal population study. J Clin Exp Gerontol 1:185-200

Steen B (1988) Body composition and aging. Nutr Rev 46: 45-51

Stengel A, Tache Y (2010) Nesfatin-1—role as possible new potent regulator of food intake. Regul Pept 163:18-23

Steiner AA, Dogan MD, Ivanov AI, Patel S, Rudaya AY, Jennings DH, Orchinik M, Pace TW, O'connor KA, Watkins LR, Romanovsky AA. (2004) A new function of the leptin receptor: mediation of the recovery from lipopolysaccharide-induced hypothermia. FASEB J 18:1949-1951

Szanto I, Kahn CR (2000) Selective interaction between leptin and insulin signaling pathways in a hepatic cell line. Proc Natl Acad Sci USA 97:2355-2360

Székely M, Balaskó M (1999) Hyperphagia in cold-adapted rats: a possible role for neuropeptide Y. Acta Physiol Hung 86:287-291

66

Székely M, Hazafi K, Pétervári E (2004a) Idıskori anorexia – testsúly, testösszetétel. Magy Belorv Arch 57:117-119

Székely M, Pétervári E, Szelényi Z (2004b) Orexigenic vs. anorexigenic peptides and feeding status in the modulation of fever and hypothermia. Front Biosci 9:2746-2763

Szekely M, Petervari E, Balasko M (2010) Thermoregulation, energy balance, regulatory peptides: recent developments. Front Biosci (Schol Ed) 2:1009-1046

Tatro JB, Entwistle ML (1994) Heterogeneity of brain melanocortin receptors suggested by differential ligand binding in situ. Brain Res 635:148-158

Tong Q, Ye C, McCrimmon RJ, Dhillon H, Choi B, Kramer MD, Yu J, Yang Z, Christiansen LM, Lee CE, Choi CS, Zigman JM, Shulman GI, Sherwin RS, Elmquist JK, Lowell BB (2007) Synaptic glutamate release by ventromedial hypothalamic neurons is part of the neurocircuitry that prevents hypoglycemia. Cell Metab 5:383–393

Treuth MS, Adolph AL, Butte NF (1998) Energy expenditure in children predicted from heart rate and activity calibrated against respiration calorimetry. Am J Physiol 275:E12-E18

Tschöp M, Smiley DL, Heiman ML (2000) Ghrelin induces adiposity in rodents. Nature 407:908-913

Vaisse C, Clement K, Guy-Grand B, Froguel P (1998) A frameshift mutation in human MC4R is associated with a dominant form of obesity. Nat Genet 20:113-114

van Dijk G, Seeley RJ, Thiele TE Friedman MI, Ji H, Wilkinson CW, Burn P, Campfield LA, Tenenbaum R, Baskin DG, Woods SC, Schwartz MW (1999) Metabolic, gastrointestinal, and CNS neuropeptide effects of brain leptin administration in the rat. Am J Physiol 276:R1425-R1433

Vergoni AV, Poggioli R, Bertolini A (1986) Corticotropin inhibits food intake in rats. Neuropeptides 7:153-158

Wang ZW, Pan WT, Lee Y, Kakuma T, Zhou YT, Unger RH (2001) The role of leptin resistance in the lipid abnormalities of aging. FASEB J 15:108-114

Weindruch R, Sohal RS (1997) Caloric intake and aging. N Engl J Med.337:986–994

67

Wilson MM, Vaswani S, Liu D, Morley JE, Miller DK (1998) Prevalence and causes of undernutrition in medical outpatients. Am J Med 104:56-63

Wisse BE, Campfield LA, Marliss EB, Morais JA, Tenenbaum R, Gougeon R (1999) Effect of prolonged moderate and severe energy restriction and refeeding on plasma leptin concentrations in obese women. Am J Clin Nutr 70:321-330

Wolden-Hanson T, Marck BT, Smith L, Matsumoto AM (1999) Cross-sectional and longitudinal analysis of age-associated changes in body composition of male Brown Norway rats: association of serum leptin levels with peripheral adiposity. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 54:B99-107

Wortley KE, Anderson KD, Yasenchak J, Murphy A, Valenzuela D, Diano S, Yancopoulos GD, Wiegand SJ, Sleeman MW (2005) Agouti-related protein-deficient mice display an age-related lean phenotype.Cell Metab 2:421-427

Zhao AZ, Huan JN, Gupta S, Pal R, Sahu A (2002) A phosphatidylinositol 3-kinase phosphodiesterase 3B-cyclic AMP pathway in hypothalamic action of leptin on feeding. Nat Neurosci 5:727-728

Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold L, Friedman JM (1994) Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature 372:425-432

Zhang Y, Matheny M, Tümer N, Scarpace PJ (2004) Aged-obese rats exhibit robust responses to melanocortin agonist and antagonist despite leptin resistance. Neurobiol Aging 25:1349-1360

Zhou YT, Shimabukuro M, Koyama K, Lee Y, Wang MY, Trieu F, Newgard CB, Unger RH (1997) Induction by leptin of uncoupling protein-2 and enzymes of fatty acid oxidation. Proc Natl Acad Sci USA 94:6386-6390

Zimanyi IA, Pelleymounter MA (2003) The role of melanocortin peptides and receptors in regulation of energy balance. Curr Pharm Des 9:627-641

68

9. Publikációk Az értekezés alapjául szolgáló publikációk jegyzéke Soós S, Balasko M, Jech-Mihalffy A, Szekely M, Petervari E (2010) Anorexic vs. metabolic effects of central leptin infusion in rats of various ages and nutritional states. J Mol Neurosci 41(1):97-104 IF.: 2.72 (2009) Pétervári E, Garami A, Soós S, Székely M, Balaskó M (2010) Age-dependence of alpha-MSHinduced anorexia. Neuropeptides 44(4):315-22 IF.: 2.036(2009) Pétervári E, Szabad ÁO, Soós S, Garami A, Székely M, Balaskó M (2011) Central alpha-MSH infusion in rats disparate anorexic vs. metabolic changes with aging. Regul Pept 166:105-11 IF: 2.160 (2009) Soos S, Petervari E, Szekely M, Jech-Mihalffy A, Balasko M (2011) Complex catabolic effects of central alpha-MSH infusion in rats of altered nutritional states: differences from leptin. J Mol Neurosci 43:209-16 IF.: 2.72 (2009) Pétervári E, Balaskó M, Garami A, Soós S, Székely M (2009) Suppression of food intake by intracerebroventricular injection of alpha-MSH varies with age in rats (Short communication) Acta Physiol. Hung. 96:483-487 IF.: 0.75 E. Petervari, S. Soós, M. Székely, M. Balaskó (2011) Alterations in peptidergic regulation of energy balance in the course of aging (Review) Curr. Protein Pept. Sci. Epub: 2011 May 17 IF:3.854 (2009)

Az értekezéssel nem közvetlenül kapcsolódó publikáció Balaskó M, Garami A, Soós S, Koncsecskó-Gáspár M, Székely M, Pétervári E (2010) Central alphaMSH, energy balance, thermal balance, and antipyresis. J Therm Biol 35:211-217 IF.: 1.305 (2009)

________________ Kumulatív IF (publikációk): 15.545

Könyvfejezetek: Kórélettan jegyzet 2006, PTE ÁOK Kórélettani Intézet, Szerkesztette: Székely Miklós Elektrokardiográfia fejezet Légzésfunkciós vizsgálatok fejezet Gerontológia-Geriátria Jegyzet 2007, PTE és EKK Egészségtudományi Kar, Szerkesztette: Székely Miklós Idıskori tüdıelváltozások és gyakori tüdıbetegségek fejezet

69

Kórélettan tankönyv (2010), Szerkesztette: Székely Miklós Medicina Kiadó Elektrokardiográfia fejezet Légzésfunkciós vizsgálatok fejezet

Elıadások, Citálható elıadáskivonatok: Balaskó M.; Soós Sz.; Sárszegi Zs.; Cziráki A.; Garai J.; Szelényi Z.: Légúti gyulladás és étrendi flavonoid kiegészítés krónikus obstruktív tüdıbetegségben szenvedı menopausas nıkben. Magyar Gerontológia Társaság XXVIII. Kongresszusa. Debrecen. október 28-29, 2005 Székely M., Hazafi K., Soós Sz., Balaskó M., Pétervári E.: Hideghatás idıskorban. Magyar Gerontológiai Társaság XXIX. Kongresszusa, Nagykanizsa 2006 Soós Sz., Balaskó M.: A táplálékfelvétel szabályozásának változásai öregedı patkányokban. Magyar Élettani Társaság LXXIII. Vándorgyőlése, Idısélettani Szimpózium, Budapest, 2009. aug. 27-29. Acta Physiol. Hung. 97: 333-334 (2010) IF: 0.75(2009) Balaskó M., Pétervári E., Soós Sz., Székely M.: Orexigén és anorexigén peptidrendszerek eltérései öregedı patkányban. Magyar Élettani Társaság LXXIII. Vándorgyőlése, Idısélettani Szimpózium, Budapest, 2009. aug. 2729. Acta Physiol. Hung. 97: 332 (2010) IF: 0.75(2009) Balaskó M., Pétervári E., Soós Sz., Székely M.: Obesity of aging and age-related alterations in the responsivity of the central melanocortin system. 2nd Central European Congress on Obesity, Budapest 1st-3rd October 2009 (Quo vadis obesitology?) Obesitol Hung. 10 (S1): S 59 (2009) Balaskó M., Pétervári E., Garami A., Soós Sz., Gáspár-Koncsecskó M., Székely M.: A centrális energetikai szabályozás életkorfüggı eltérései patkányban. Magyar Gerontológiai és Geriátriai Társaság XXXII. Kongresszusa („Gerontológia a harmadik évezred küszöbén”) Budapest, 2009. okt. 9-10. Pétervári E., Balaskó M., Soós S., Székely M.: Életkor vs. testösszetétel hatásai az energia-háztartás centrális szabályozására. A Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXXIV. Vándorgyőlése és a Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság (MFT) II. közös tudományos konferenciája. Szeged 2010. június 16-18. Acta Physiol. Hung. 97: 469 (2010) IF: 0.75(2009) Balaskó M., Rostás I., Sipos V., Soós Sz., Székely M., Pétervári E.: Az életkor hatásai az energiaháztartás centrális szabályozására. Magyar Gerontológiai és Geriátriai Társaság XXXIII. Kongresszusa Budapest, 2010. nov. 26-27. Pétervári E., Barcza Zs., Szabad Á.O., Soós Sz., Székely M., Balaskó M.: Az energia háztartás élettani szabályozása módosul az életkorral. Magyar Gerontológiai és Geriátriai Társaság XXXIII. Kongresszusa Budapest, 2010. nov. 26-27. Soós S., Mikó A., Füredi N., Balaskó M., Székely M., Pétervári E.: Tápláltsági állapot befolyása centrális alpha-MSH infúzió komplex energetikai hatásaira. Magyar Gerontológiai és Geriátriai Társaság XXXIII. Kongresszusa Budapest, 2010. nov. 26-27.

70

Posterprezentációk, Citálható abstractok: Balaskó M.; Soós Sz.; Sárszegi Zs.; Csalló B.; Garai J.; Szelényi Z.: Flavonoidokban gazdag táplálékkiegészítı hatásai krónikus obstruktív tüdıbetegségben szenvedı menopausas nıkben. Magyar Élettani Társaság LXVII. Vándorgyőlése, 2003 Balaskó M.; Soós Sz.; Sárszegi Zs.; Cziráki A.; Garai J.; Szelényi Z.: Légúti gyulladás és étrendi flavonoidok tüdıbetegségben szenvedı menopausas nıkben., Magyar Élettani Társaság LXVIII. Vándorgyőlése, 2004 Balaskó M., Pétervári E., Garami A., Soós Sz., Székely M.: Orexins in the complex regulation of energy balance, Magyar Élettani Társaság. LXX. Vándorgyőlése 2006 jún. 7-9. Szeged Acta Physiol. Hung. Vol. 93 (2-3) 155 (2006) Soós Sz., Garai J., Helyes Zs., Elekes K., Kereskai L., Balaskó M.: Effects of soy-derived isoflavonoids on airway hyperreactivity in endotoxin-induced lung inflammation model in mice Magyar Élettani Társaság. LXX. Vándorgyőlése 2006. jún 7-9. Szeged Acta Physiol. Hung. 93 (2-3) 227-228 (2006) Balaskó M., Soós Sz., Garai J., Helyes Zs., Elekes K., Kereskai L.: Szója-eredető isoflavonoidok hatásai endotoxin által kiváltott légúti gyulladásos egérmodellben Magyar Farmakológus Társaság Experimentalis Szekciójának II. Vándorgyőlése, 2006 jún. 3. Pécs Garami A., Kanizsai P., Soós Sz., Székely M.: Effects of central alpha-melanocyte-stimulating hormone on thermoregulation in rats. Magyar Idegtudományi Társaság XI. Vándorgyőlése 2007. jan. 24.-27. Szeged Clin. Neurosci. / Ideggyógy. Szle. 60 (S1): 22 (2007) Garami A., Kanizsai P., Soós Sz., Balaskó M.: Telemetric investigation of febrile anorexia in capsaicin treated rats. Magyar Idegtudományi Társaság XI. Vándorgyőlése 2007. jan. 24.-27. Szeged Clin. Neurosci. / Ideggyógy. Szle. 60 (S1): 59 (2007) Soós Sz., Garami A., Pákai E., Pétervári E.: The central effects of alpha melanocyte stimulating hormone on food intake in rats of various nutritional states. Magyar Idegtudományi Társaság XI. Vándorgyőlése 2007. jan. 24.-27. Szeged Clin. Neurosci. / Ideggyógy. Szle. 60 (S1): 59 (2007) Garami A., Soós Sz., Pákai E., Székely M.: The central effects of alpha-melanocyte-stimulating hormone on food intake in rats of various nutritional states. Combating Obesity: Strategies for Prevention and Intervention COSPI 3-17 February, 2007, Graz, Austria Soós Sz., Balaskó M., Cséplı P., Székely M., Garami A.: Alpha-MSH hatása patkányok spontán táplálék-felvételére. Magyar Élettani Társaság LXXI. Vándorgyőlése 2007. június 6.-8. Pécs Acta Physiol. Hung. Vol. 94 (4) 391-391 (2007) IF: 0.453 Balaskó M., Cséplı P., Soós Sz., Pétervári E., Székely M.: Age-related variations of alpha-MSHinduced anorexia. IBRO International Symposium 24-26 January 2008, Debrecen Ideggyógyászati Szemle 61(S1): 14 (2008) Pétervári E., Balaskó M., Garami A., Pákai E., Soós Sz., , Székely M.: Central alpha-MSH infusion and parameters of energy balance in young and old rats.

71

IBRO International Symposium 24-26 January 2008, Debrecen Ideggyógyászati Szemle 61(S1): 51-52 (2008) Soós Sz., Cséplı P., Vámos Z., Pétervári E., Székely M.: Age-related alterations in alpha-MSHinduced acute anorexia. MÉT LXXII. és a Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság közös Vándorgyőlése 2008. június 04-06. Debrecen Acta Physiol. Hung. 96 (1) 127-127 (2009) IF: 0.75 Vámos Z., Garami A., Cséplı P., Soós Sz., Székely M.: Effects of a central alpha-MSH infusion on parameters of energy balance in young and old rats. MÉT LXXII. és a Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság közös Vándorgyőlése 2008. június 04-06. Debrecen Acta Physiol. Hung. 96 (1) 142-143 (2009) IF: 0.75 E. Pétervári, M. Balaskó, Sz. Soós, P. Cséplı, M. Székely: Age-related changes in food intake upon acute central alpha-MSH-administration. 6th FENS Forum of European Neuroscience 12-16 July 2008, Geneva, Switzerland M. Balaskó, E. Pétervári, A. Garami, E. Pákai, Sz. Soós, M. Székely: Age-related changes in parameters of energy balance upon central alpha-MSH infusion. 6th FENS Forum of European Neuroscience 12-16 July 2008, Geneva, Switzerland E. Pétervári, P. Cséplı, Z. L. Bartha, Sz. Soós, M. Székely: Regulatory changes of food intake upon CRF administration. Magyar Idegtudományi Társaság (MITT) XIII. Kongresszusa, Budapest, 2009. jan. 22-24. Frontiers in Systems Neuroscience. doi: 10.3389/conf.neuro.01.2009.04.002 (2009) M. Balaskó, T. Schjottelvik, Sz. Soós, E. Pétervári, M. Székely: Influence of nutritional state on leptin effects in rats Magyar Idegtudományi Társaság (MITT) XIII. Kongresszusa, Budapest, 2009. jan. 22-24. Frontiers in Systems Neuroscience. doi: 10.3389/conf.neuro.01.2009.04.002 (2009) M. Balaskó, E. Pétervári A. Garami, Sz. Soós, M. Székely: Age-related changes in the central regulation of energy metabolism in rats. IAGG Word Congress of Gerontology and Geriatrics, Paris, 5-9 July, 2009. J. Nutr. Health Aging 13(S1): S556. (2009) IF.:1.712 E. Pétervári, M. Balaskó, Sz. Soós, M. Székely: Effects of leptin on energy homeostasis in rats: influence of nutritional state and age. Neuropeptide Festival 2009, Joint Meeting of the European Neuropeptide Club and the Summer Neuropeptide Conference, Salzburg, 20-23 July 2009 Neuropeptides 43(5): 410-411 (2009) IF.:2.036 Soós Sz., Balaskó M., Székely M., Pétervári E.: Leptin and energy homeostasis in rats on high-fat diet or calorie restriction. 2nd Central European Congress on Obesity, Budapest 1st-3rd October 2009 Obesitol Hung. 10 (S1): S44. (2009) Pétervári E., Soós Sz., Balaskó M., Jech-Mihálffy A., Székely M.: Életkor és tápláltsági állapot hatása a centrális leptin-érzékenységre patkányban. Magyar Gerontológiai és Geriátriai Társaság XXXII. Kongresszusa („Gerontológia a harmadik évezred küszöbén”) Budapest, 2009. okt. 9-10. A. Schmidt, Á.O. Szabad, Sz. Soós, M. Székely, E. Pétervári: Age-related alternations in parameters of energy balance upon central alpha-MSH infusion.

72

IBRO International Symposium 21-23 January 2010, Pécs Front. Neurosci. doi: 10.3389/conf.fnins.2010.10.00125 (2010) I. Rostás, V. Sipos, Sz. Soós, M. Székely, M. Balaskó.: The thermoregulatory effects of alphamelanocyte stimulating hormone and its antagonist HS024. IBRO International Symposium 21-23 January 2010, Pécs Front. Neurosci. DOI:10.3389/conf.fnins.2010.10.00122 (2010) V. Sipos, I.Rostás, Sz. Soós, M. Székely, E. Pétervári.: Effects of Central alpha-MSH Infusion in Middle Aged Rats of Different Nutritional States. IBRO International Symposium 21-23 January 2010, Pécs Front. Neurosci. doi: 10.3389/conf.fnins.2010.10.00127 (2010) Balaskó M., Rostás I., Szabad Á.O., Koncsecskó-Gáspár M., Soós Sz., Pétervári E., Székely M.: Age versus regulation of energy homeostasis in rats: Shifts in the activity neuropeptides. 7th Joint Meeting of the European Neuropeptide Club and the American Summer Neuropeptide Conference Pécs, 1-24 June, 2010. Neuropeptides 44: 533 (2010) IF.:2.036 (2009) Soós Sz., Sipos V., Balaskó M., Jech-Mihálffy A., Pétervári, E., M. Székely: Catabolic effects of a central alpha-msh infusion in different nutritional states. 7th Joint Meeting of the European Neuropeptide Club and the American Summer Neuropeptide Conference Pécs, 1-24 June, 2010. Neuropeptides 44: 536 (2010) IF.:2.036 (2009) Pétervári E., Schmidt A., Soós Sz., Balaskó M., Székely M.: Age-related pattern in the catabolic effects of a central alpha-MSH infusion. 7th Joint Meeting of the European Neuropeptide Club and the American Summer Neuropeptide Conference Pécs, 1-24 June, 2010. Neuropeptides 44: 535 (2010) IF.:2.036 (2009) Balasko, M, Sipos, V, Rostas, I, Soos, S, Szekely, M, Petervari, E: Obesity versus age in the regulation of energy homeostasis: melanocortins and leptin. 11th International Congress on Obesity Stockholm, 2010. júl. 11-15. Obesity Reviews 11 (S1): p.204 (2010) Balaskó M., Jech-Mihálffy A., Gáspár-Koncsecskó M., Pétervári E., Soós Sz., Székely M.: A melanocortin rendszer hıszabályozási hatásai. A Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXXIV. Vándorgyőlése és a Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság (MFT) II. közös tudományos konferenciája. Szeged 2010. június 16-18. Acta Physiol. Hung. 97: 424-425 (2010) IF: 0.75(2009) Soós Sz., Solymár M., Balaskó M., Pétervári E., Helyes Zs., Szelényi Z., Székely M.: A somatostatin4 receptorok szerepe az energiaháztartás szabályozásában. A Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXXIV. Vándorgyőlése és a Magyar Kísérletes és Klinikai Farmakológiai Társaság (MFT) II. közös tudományos konferenciája. Szeged 2010. június 16-18. Acta Physiol. Hung. 97: 473 (2010) IF: 0.75(2009) Balasko M., Sipos V., Rostas I., Soos S., Szekely M., Petervari E.: Obesity versus age in the regulation of energy homeostasis: melanocortins and leptin. 11th International Congress on Obesity 11-15th July, 2010 Stockholm, Sweden Balasko M., Sipos V., Rostas I., Soos S., Petervari E., Szekely M.: Nutritional state influences effects of central alpha-MSH infusion in middle-aged rats. 6th International Melanocortin Meeting, 8-11th July, 2010. Utrecht, the Netherlands

73

Petervari E., Schmidt A., Szabad AO., Balasko M., Soos S., Szekely M.: Central actions of alphaMSH on parameters of energy balance in rats: age-related patterns. 6th International Melanocortin Meeting, 8-11th July, 2010. Utrecht, the Netherlands Balasko M., Szabad AO., Jech-Mihalffy A., Soos S., Petervari E., Szekely M.: Age-related shifts in the activity of central neuropeptide systems involved in energy balance. The 1st International Congress on Controversies in Longevity, Health and Aging. 24-27th June, 2010, Barcelona, Spain

_________________ Kumulatív IF (citálható abstractok): 15.559

74

10. Köszönetnyilvánítás Köszönettel tartozom Prof. Székely Miklósnak, hogy a kórházi, gyógyító munkát követıen lehetıséget és sok segítséget adott az elméleti kutatás alapjainak megismerésére, megkedvelésére. Köszönöm jó tanácsait, biztatását, melyekkel mind oktató, mind kutató munkámat mindig alaposságra, logikus gondolkodásra ösztönözte. Köszönöm Dr. Balaskó Mártának, Dr. Pétervári Erikának, Dr. Garami Andrásnak a szakmai segítségét, melyeket az adatok kiértékelésében, az ábrák elkészítésében, konferenciákra való felkészülésekhez nyújtottak. Köszönöm a Kórélettani és Gerontológiai Intézet dolgozóinak munkámhoz nyújtott segítségét. A hıszabályozási labor asszisztenseinek: Mihálffyné Jech Andreának, Gáspárné Koncsecskó Margitnak, Kissné Bóka Adriennek és Pákai Eszternek a kísérletek kivitelezésében, Kocsisné Halas Ágnesnek a mindennapi munkához nyújtott kedves segítségeiért. Köszönöm TDK hallgatóink lelkes munkáját. Köszönettel tartozom családomnak türelmükért és biztatásukért.

75