Evidence for a functional role of the pineal in bovines

Dat die epifise moontlik n regulerende invloed op die gonadotrofiese funksie van die adenohipofise ultoefen, is m.b.v. in vitro tegnieke ondersoek. Bykomstig, is n aaneenlopende stelsel ontwerp om die meganisme van die werking van die antionadotrofiese beginsel van die epifise te bestudeer, aangesien daar n direkte negatiewe terugvoer van hiposifiele LH op die hipothalamus voorgekom het toe adenohipofisiale en hipothalamiese weefsel gesamentlik gekweek is. Resultate het aangetoon dat die hormone van die epifise die vrystelling van die tersake hipothalamiese vrystellingsfaktore inhibeer, waardeur die afskeiding van LH deur die adenohipofise verminder word. Laastens toon die resultate aan dat die epifise die produksie van LH-inhiberende faktore geproduseer deur die hipothalamus, stimuleer. SUMMARY:The possibility that the pineal exerts a regulatory influence on the gonadotrophic function of the adenohypophysis was investigated using in vitro techniques. Additionally, since a direct negative feedback of pituitary LH onto the hypothalamus occured when adenohypophysical and hypothalamic tiisisues were incubated together, a continuous-flow system was devised to study the mechanisms of action of the pineal anti-gonadotrophic principles. Results demonstrated that the bovine pineal has marked anti-gonadotrophic properties in vitro. Data showed that the pineal hormones inhibited the release of the relevant hypothalamic release factor, thereby reducing secretion of LH from the adenohypophysis. Finally, results indicated that the pineal also stimulated the production by the hypothalamus of an LH-inhibitory factor

Sleep related neurohumoral regulation of weight management

Over the past three decades, it has been confirmed that the alarming increase in number of obese patients is related to the sleep duration and its quality. Neurohumoral response to short sleep duration and poor sleep quality leads to decreased levels of melatonin, leptin and orexin, asto increased levels of cortisol, ghrelin and neuropeptide Y. Such an inaccurate regulation contributes both to excessive intake of energy-dense diet and to the reduction of energy expenditure during physical activity. The bachelor thesis summarizes recent information about the relationship of sleep and obesity, focusing on hormones and peptides involved in the regulation of energy balance processes, including the posssibility to use their mechanisms for weight control.V posledních 30 letech se potvrzuje, že alarmující nárůst obézních pacientů souvisí i s délkou a kvalitou spánku. Neurohumorální odpověď na krátké trvání a nízkou kvalitu spánku vede ke snížení hladiny melatoninu, leptinu a orexinu a ke zvýšení hladiny kortizolu, ghrelinu a neuropeptidu Y. Taková nesprávná regulace přispívá jednak k nadměrnému příjmu energeticky denzní stravy, jednak k omezení energetického výdeje během fyzické aktivity. Bakalářská práce sumarizuje dostupné recentní informace o vzájemném vztahu spánku a obezity se zaměřením na hormony a peptidy účastnící se regulace procesů udržení energetické rovnováhy, včetně možného využití jejich mechanismů při regulaci tělesné hmotnosti.Katedra antropologie a genetiky člověkaDepartment of Anthropology and Human GeneticsFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Peptides regulating food intake and their lipidized analogs for possible treatment of obesity and cachexia

Navzdory kvalitním životním podmínkám se v posledních letech zvyšuje počet osob nacházejících se ve stavu, kdy je celkový příjem potravy nebo jednotlivých nutrientů nedostatečný, nadbytečný či nevyvážený. Při nadbytečném příjmu potravy dochází ke zmnožování tukové tkáně a rozvíjí se nadváha až obezita, což je spojeno se zvýšeným rizikem onemocnění diabetem 2. typu, kardiovaskulárními chorobami či některými typy rakoviny. Nedostatečný příjem potravy se může projevit například na funkci imunitního systému, což s sebou přináší zvýšené riziko infekce či špatné hojení ran. Kromě primární podvýživy se můžeme setkat i s podvýživou jako sekundárním projevem jiného onemocnění. Stav ztráty hmotnosti a podvýživy vzniklý v důsledku jiného onemocnění označujeme jako tzv. kachexii. Ta je vážnou komplikací terapie primárního onemocnění. V současné době se kromě zavedených přístupů k léčbě uvedených chorob některé studie zabývají možnostmi léčby s využitím sloučenin majících vliv na regulaci příjmu potravy. Jednou ze skupin těchto látek jsou peptidy, schopné příjem potravy snižovat (anorexigenní peptidy) či zvyšovat (orexigenní peptidy). K těmto přirozeně se v organismu vyskytujícím látkám jsou rovněž hledána analoga s vlastnostmi příznivějšími pro použití v praxi. Jednou z možností jsou i analoga lipidovaná, mezi...In spite of good living conditions, the number of people in the state where the total food intake or individual nutrients is insufficient, unnecessary or unbalanced has increased in recent years. In case of superfluous food intake, amount of fat tissue increases and overweight and obesity appear, which is associated with an increased risk of type 2 of diabetes, cardiovascular disease or certain types of cancer. Insufficient intake of food may, for example, result in the function of the immune system, resulting in an increased risk of infection or poor wound healing. In addition to primary malnutrition, we can see malnutrition as the secondary manifestation of another illness. The state of weight loss and malnutrition caused by another disease is called cachexia. This is a serious complication of primary therapies. At present, in addition to established approaches to the treatment of these diseases, some studies address treatment options using compounds that influence the regulation of food intake. One group of these compounds is peptides able to reduce food intake (anorexigenic peptides) or increase it (orexigenic peptides). To these natural substances in the organism are also sought analogs with properties more favorable for use in practice. One of the possibilities are lipidized analogs, among...Katedra fyziologieDepartment of PhysiologyPřírodovědecká fakultaFaculty of Scienc

Circadian sleep regulation and sleep deprivation

The circadian system is designed to generate circadian rhythms and serve as the human inner clock. This is achieved through the molecular mechanism of autonomous transcriptional-translational feedback loops, in which so-called clock genes are involved. Circadian rhythms regulate the timing of physiological and behavioral processes, including sleep. Sleep is important for the proper functioning of the human organism. As a result of desynchronization of circadian rhythm, disturbances of sleep arise which threaten the mental and physical state of man. One of the examples is sleep deprivation which is deffined as a lack of necessary amount of sleep. Besides its negative effect on human health, there had been also reported positive effect in the treatment of symptoms in patients with unipolar depression. Other studies suggest that deprivation causes a reset of the circadian system, correcting the abnormal functioning of the internal clock. These effects have only a short duration, but it appears that they could be stabilized by combining sleep deprivation therapy with other therapeutic approaches. However, it is crucial to understand the exact mechanism that causes the positive effect in sleep deprivation therapy.Cirkadiánní systém má za úkol generovat cirkadiánní rytmy a sloužit jako vnitřní hodiny člověka. Toho dosahuje prostřednictvím molekulárního mechanismu autonomních transkripčně-translačních zpětnovazebných smyček, kterých se účastní i tzv. hodinové geny. Cirkadiánní rytmy regulují načasování fyziologických a behaviorálních procesů, kam patří také spánek. Spánek je důležitý pro správné fungování lidského organismu. Vlivem desynchronizace cirkadiánního rytmu vznikají disturbance spánku, které ohrožují psychický i fyzický stav člověka. Jedním z příkladů je spánková deprivace neboli nedostatek potřebného množství spánku. Krom jejích negativních vlivů na člověka byl zaznamenán i pozitivní vliv při léčbě příznaků unipolární deprese. Studie předpokládají, že deprivace způsobuje reset cirkadiánního systému a napravuje tak abnormální fungování vnitřních hodin. Účinky mají pouze krátkého trvání, ukazuje se však, že by se mohly dát stabilizovat díky kombinování léčby spánkovou deprivací s dalšími terapeutickými metodami. Pro to je však klíčové přesně porozumět mechanismu, který při terapii spánkovou deprivací zapříčiňuje daný pozitivní efekt.Department of PhysiologyKatedra fyziologiePřírodovědecká fakultaFaculty of Scienc

Peptides regulating food intake and their role in metabolic syndrome

Unhealthy lifestyle together with genetic factors can lead to serious health problems like metabolic syndrome (MetS). MetS is a cluster of risk factors such as abdominal obesity, dyslipidemia, insulin resistance and hypertension. Each component of MetS contributes to cardiovascular diseases, type 2 diabetes mellitus (T2DM) and non-alcoholic fatty liver disease. Treatment of MetS is primarily focused on lifestyle modification, especially weight loss. In severe cases, pharmacological treatment is also used. Pharmacological treatment includes peptide analogues that regulate food intake. Anorexigenic (food- reducing) peptides are involved in the regulation of food intake, together with orexigenic (food- increasing) peptides, which thus play an important role in maintaining energy homeostasis. Several analogues of anorexigenic peptides regulating food intake are already used for the treatment of obesity or T2DM. Other peptide analogues are in preclinical stages of testing or in the development of stable analogues. Elucidating the physiology and pathology of both anorexigenic and orexigenic peptides in the regulation of food intake may contribute to finding potential treatments for metabolic, cardiovascular, and other disorders.Nezdravý životní styl společně s genetickými ůže vést závažným zdravotním komplikacím, jako je například metabolický syndrom (MetS). MetS je soubor rizikových faktorů jako abdominání , dyslipidémi á dnotlivé komponenty MetS přispívají k rozvoji kardiovaskulárních onemocnění, diabetu mellitu druhého typu (type 2 diabetes mellitus; T2DM) a nealkoholického ztučnění jater Léčba MetS je v první řadě zaměřena na úpravu životního stylu, především na snížení tělesné hmotnosti. V těžších případech se nasazuje i farmakologická léčba. Ve farmakologické léčbě se využívají mj. analogy peptidů regulující příjem potravy. Regulace příjmu se účastní í (snižující příjem potravy) peptidy společně s exigenními (zvyšující příjem potravy) peptidy, které hrají důležitou roli v udržení energetické homeostáze. anorexigenních peptidů regulující příjem potravy jsou již využívány pro léčbu obezity nebo T2DM. Další analogy peptidů jsou v ých fázích testování anebo ve stádiu vývoje stabilních analogů Objasnění fyziologie a patologie anorexigenních i orexigenních peptidů v regulaci příjmu potravy může přispět k nalezení potenciální léčby metabolických, kardiovaskulárních a dalších poruch.Katedra buněčné biologieDepartment of Cell BiologyFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Effect of stable prolactin-releasing peptide analog in rat model of obesity

Obezita je velmi závažným celospolečenským problémem moderní doby. Dnešní stav již lze považovat za epidemii, protože již zdaleka neplatí, že se obezita vyskytuje jen v rozvinutých zemích světa. Toto onemocnění s sebou nese mnoho dalších poruch a problémů jako je hypertenze, diabetes mellitus 2. typu, hypercholesterolémie, kloubní obtíže nebo i psychické problémy, které dotyčného vyřazují z běžného života. Pochopení mechanismů, které v lidském organismu řídí energetickou rovnováhu, je nezbytné pro další pokrok ve vývoji léků proti této nemoci. Peptid uvolňující prolaktin (PrRP) je anorexigenní (snižující příjem potravy) neuropeptid působící centrálně v hypothalamu. Jeho lipidizované analogy mají velký potenciál právě v léčbě obezity a diabetu mellitu 2. typu. Tato bakalářská práce se zabývá vlivem palmitovaného analogu peptidu uvolňujícího prolaktin (palm11 -PrRP31) při chronickém podávání na dietou indukovaný potkaní model obezity. U zvířat byla během experimentu sledována hmotnost a příjem potravy. Podávání analogu palm11 -PrRP31 mělo za následek statisticky významné snížení příjmu potravy u dané skupiny potkanů a v konečném důsledku i snížení hmotnosti vzhledem k obézním kontrolám na vysokotukové dietě. S celkovou hmotností korelovala i hmotnost intraperitoneálního tuku, jehož hmotnost byla u...Obesity is a serious worldwide problem of modern society. Current state is at epidemic level not just in the developed world. It is no more "western disease" or "disease of affluence" as obesity used to be called. Determination of mechanisms that regulate energy balance in the human organism is necessary for further development of obesity drugs. Prolactin-releasing peptide (PrRP) is anorexigenic (food intake lowering) neuropeptide, which acts centrally in hypothalamus. Lipidized analogs of PrRP are promising tools in obesity and type-two diabetes mellitus treatment. This work is focused on impact of palmitoylated analog of prolactin-releasing peptide (palm11 -PrRP31) in a diet induced rat model of obesity after chronical administration. Body weight and cumulative food intake was monitored during the experiment. Administration of palm11 -PrRP31 markedly lowered food intake which caused decrease of body weight compared to obese control group on high-fat diet. This reduction correlated with significantly lower amount of intraperitoneal fat compared to group on high fat-diet. Also, high-fat diet worsened studied metabolic parameters including glucose tolerance. Palm11 -PrRP31 lowered leptin plasma level and improved glucose tolerance both compared to the high-fat fed. Therefore, palm11 -PrRP31 is...Katedra analytické chemieDepartment of Analytical ChemistryPřírodovědecká fakultaFaculty of Scienc

Correlation of the Hippocampal theta rhythm to changes in hypothalamic temperature

Warming and cooling the preoptic anterior hypothalamic area in awake, loosely restrained rabbits was found to evoke theta rhythm. This is consistent with previous studies indicating that theta rhythm is a nonspecific response evoked by stimulation of several sensory modalities. Several studies have correlated theta rhythm with alertness. A neural pathway involving the hypothalamus, the hippocampus, the septal area, and the reticular formation is proposed. Thus, a role of this pathway may be to alert the animal to changes in its body temperature

Impact of stable ghrelin receptor agonists and antagonists on food intake regulation

Dizertační práce se zabývá vlivem agonistů a antagonistů ghrelinového receptoru (GHS-R1a) na regulaci příjmu potravy. Ghrelin je doposud jediný známý periferní orexigenní hormon a jediný acylovaný hormon. Agonisté GHS-R1a by mohli být využiti k léčbě kachexie, antagonisté GHS-R1a by mohli sloužit k léčbě obezity. V první části dizertační práce byli charakterizováni nově navržení peptidoví agonisté GHS-R1a. Agonisté byli stabilizováni náhradou Ser3 s esterově vázaným oktanoylem za kyselinu diaminopropionovou, k níž je mastná kyselina vázána stabilní amidovou vazbou, a dále začleněním dalších nekódových aminokyselin. Analogy ghrelinu byly modifikovány záměnou oktanoylu za jiné mastné kyseliny, začleněním druhé mastné kyseliny či zkrácením peptidového řetězce. Většina agonistů GHS-R1a se s vysokou afinitou (Ki = 10-9 -10-10 nM) vázala k receptoru GHS-R1a, aktivovala signalizační dráhy ghrelinu a po podkožním (SC) podání myším signifikantně a dlouhodobě zvyšovala příjem potravy. Ve druhé části dizertační práce byly testovány akutní a dlouhodobé účinky pseudopeptidového agonisty GHS-R1a JMV1843. Jednorázové SC podání JMV1843 sytým myším C57BL/6 vedlo k dávkově závislému zvýšení příjmu potravy (ED50 = 1.94 mg/kg). Při inkubaci v krevním séru in vitro byl JMV1843 stabilní po dobu 24 hod. 10-denní SC...The thesis is focused on the effect of ghrelin receptor (GHS-R1a) agonists and antagonist on food intake regulation. Ghrelin is the only known periferally produced orexigenic hormone and the only known acylated hormone. GHS-R1a agonists and antagonists could be useful in the treatment of cachexia and obesity, respectively. In the first part of the thesis, newly designed peptidic GHS-R1a agonists were characterized. The agonists were stabilized by replacing octanoylated Ser3 with a fatty acid coupled to diaminopropionic acid by a stable amide bond. Other noncoded amino acids were also incorporated. Ghrelin analogs were modified by replacing the octanoyl group with another fatty acid, incorporation of the second fatty acid or shortening the peptide chain. Most of the tested GHS-R1a agonists were found to possess high affinities for GHS-R1a (Ki = 10-9 - 10-10 nM) and to activate signaling pathways of ghrelin. After subcutaneous (SC) administration to mice, agonists showed significant and prolonged orexigenic effect. In the second part of the thesis, acute and long-term effects of pseudopeptide GHS- R1a agonist JMV1843 were tested in lean C57BL/6 mice. Acute SC administration of JMV1843 to fed mice increased food intake in a dose-dependent manner (ED50 = 1.94 mg/kg). JMV1843 was stable in blood serum...Katedra biochemieDepartment of BiochemistryFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Influence of experimental intestinal dysbiosis on behavioral, neuroendocrine and immune properties of mice and the possibility of modifying it by administration of probiotic strain Escherichia coli O83:K24:H31

The gut microbiota is a key factor influencing the function of many organs in the human body, including the nervous, immune, and endocrine systems. This dynamic ecosystem can be modulated by diet, age, environment, even medication. The balanced composition of the microbiota is crucial for individual health, and its disruption leads to dysbiosis. The connection between the gut and the central nervous system is mediated by the microbiota-gut- brain axis. This axis consists of several pathways interconnected to mutually regulate their functions. Among the major components of the axis are the neural pathway, led by the vagus nerve, the immune pathway, and the endocrine pathway, including the HPA axis. Recent studies suggest that probiotic bacteria have the ability to partially rectify dysbiosis and alleviate its consequences for the organism. This thesis focuses on researching the impact of gastrointestinal tract microbiota on the behaviour, immunity, and neuroendocrine aspects of mice. It delves into experimentally inducing dysbiosis using antibiotics and subsequently addressing it with the probiotic bacterium Escherichia coli O83:K24:H31. The aim is to determine whether these probiotics can mitigate the adverse effects of dysbiosis on the immune and neuroendocrine systems, as well as behavioural...Střevní mikrobiota je klíčovým faktorem ovlivňujícím funkci mnoha orgánů v lidském těle, včetně nervového, imunitního a endokrinního systému. Tento proměnlivý ekosystém může být modulován stravou, věkem, prostředím i medikací. Rovnovážné složení mikrobioty je klíčové pro zdraví jedince a při jeho narušení dochází k dysbióze. Propojení mezi střevem a centrálním nervovým systémem zprostředkovává osa mikrobiota - střevo - mozek. Osa se skládá z několika drah, které jsou mezi sebou propojené a mohou tak vzájemně regulovat své funkce. Mezi hlavní části osy patří nervová dráha v čele s bloudivým nervem, imunitní dráha a endokrinní dráha spolu s HPA osou. Studie z posledních let naznačují, že probiotické bakterie mají schopnost dysbiózu do určité míry napravit a ulevit tak zbytku organismu od jejích následků. Tato práce se soustředí na výzkum vlivu mikrobioty gastrointestinálního traktu na chování, imunitu a neuroendokrinní aspekty myší. Zabývá se experimentálním vyvoláním dysbiózy antibiotiky a jejím následným řešením probiotickou bakterií Escherichia coli O83:K24:H31. Cílem je zjistit, zda tato probiotika mohou omezit negativní účinky dysbiózy na imunitní a neuroendokrinní systém a regulaci chování. Klíčová slova: Dysbióza, Escherichia coli O83:K24:H31, úzkost, deprese, osa střevo - mozek, HPA osa,...Department of PhysiologyKatedra fyziologieFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Effect of stress on expression of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase in rat brain

Diplomová práce se zabývá vlivem stresu na činnost CA1 oblasti hippokampu. Hlavním úkolem bylo zjistit, zda stresová zátěž ovlivní lokální metabolismus glukokortikoidů, a zda se v CA1 oblasti hippokampu účinkem stresové reakce změní hladiny kortikosteroidních receptorů. K odpovědi na tyto otázky byly použity celkem tři kmeny potkanů. Potkani kmene Fisher, Lewis a Wistar, kteří se mezi sebou vzájemně liší v aktivitě osy hypothalamus-hypofýza-nadledviny. Naše výsledky prokázaly, že stresová zátěž nemá žádný vliv na změnu exprese MR mRNA. Naopak snižuje hladiny GR mRNA v CA1 dorzální oblasti hippokampu. Také jsme potvrdili, že u potkanů kmene Lewis a Wistar nedojde po stresu ke změně glukokortikoidního metabolismu. U Fisher potkanů se v CA1 ventrální oblasti hippokampu zvýšila exprese 11β-HSD1 mRNA, a s tím tedy i metabolismus kortikosteronu.This thesis examines the influence of stress on the activity of hippocampal CA1 area. The main task was to determine whether the stress load affects the changes of the local metabolism of glucocorticoids, and whether the levels of corticosteroid receptors in the CA1 hippocampus are modulated in response to stress. In order to answer these questions, the experiments were carried out using three different rat strains - Fisher, Lewis and Wistar which differ in their activities of hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Our results demonstrate that stress has no effect on expression of MR mRNA. Conversely, stress reduces the levels of GR mRNA in CA1 area of the dorsal hippocampus. Moreover, we confirmed that the Lewis and Wistar rats didn't change metabolism of glucocorticoids after stress response. By the Fisher rats increased levels of 11β-HSD1 mRNA expression and therefore increased the metabolism of corticosterone.Department of PhysiologyKatedra fyziologieFaculty of SciencePřírodovědecká fakult