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Serotonin effect on deiodinating activity in the rat

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Serotonin (5-HT) and thyroid hormones are part of a complex system modulating eating behaviour and energy expenditure. 5'-Deiodinase (5'-D) converts the relatively inactive thyroxine (T4) to triiodothyronine (T3), and its activity is an indirect measure of T3 production in peripheral tissues, particularly in the brain, intrascapular brown adipose tissue (IBAT), heart, liver, and kidney. We evaluated the effect of 5-HT on 5'-D activity during basal conditions and after short (30 min) cold exposure (thyroid stimulating hormone stimulation test, TST). 5'-D activity was assessed in the liver, heart, brain, kidney, and IBAT. TST increases 5'-D activity in the brain, heart, and IBAT and decreases it in kidney, leaving it unchanged in the liver. 5-HT alone did not modify 5'-D activity in the organs under study but decreased it in the IBAT, heart, and brain when injected before the TST was administered. Our results confirm the important role of 5-HT in thermoregulation, given its peripheral site of action, in modulating heat production controlling intracellular T3 production. These effects are more evident when heat production is upregulated during cold exposure in organs containing type II 5'-D, such as the brain, heart, and IBAT, which are able to modify their function during conditions that alter energy balance. In conclusion, 5-HT may also act peripherally directly on the thyroid and organs containing type II 5'-D, thus controlling energy expenditure through heat production.Key words: serotonin, deiodinase activity, thyroid hormone, brown adipose tissue, thermogenesis, rat organs.

La sérotonine (5-HT) et les hormones thyroïdiennes font partie d'un système complexe modulant le comportement alimentaire et la dépense énergétique. La 5'-déiodinase (5'-D) convertit la thyroxine (T4) relativement inactive en triiodothyronine (T3), et son activité est une mesure indirecte de la production de T3 dans les tissus périphériques, en particulier dans le cerveau, le tissu brun intrascapulaire (TABI), le cœur, le foie et le rein. Nous avons évalué l'effet de la 5-HT sur l'activité de la 5'-D dans des conditions basales et après une brève exposition au froid (30 min) (test de stimulation par la thyréostimuline, TST). L'activité de la 5'-D a été évaluée dans le foie, le cœur, le cerveau, le rein et le TABI. Le TST augmente l'activité de la 5'-D dans le cerveau, le cœur et le TABI, la diminue dans le rein et la laisse inchangée dans le foie. La 5-HT seule n'a pas modifié l'activité de la 5'-D dans les organes examinés, mais l'a diminuée dans le TABI, le cœur et le cerveau lorsqu'elle a été injectée avant le TST. Nos résultats confirment le rôle important de la 5-HT dans la thermorégulation, étant donné son site d'action périphérique, comme modulateur de la production de chaleur régulant la production de T3 intracellulaire. Ces effets sont plus visibles lorsque la production de chaleur est augmentée durant l'exposition au froid dans les organes contenant de la 5'-D de type II, tels que le cerveau, le cœur et le TABI, qui peuvent modifier leur fonction durant des conditions qui modifient l'équilibre énergétique. En conclusion, la 5-HT pourrait aussi agir par voie périphérique directement sur la thyroïde et les organes contenant de la 5'-D de type II, et ainsi réguler la dépense énergétique par la production de chaleur.Mots clés : sérotonine, activité de la déiodinase, hormone thyroïdienne, tissu adipeux brun, thermogenèse, organes de rat.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2003

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