Gálné Remenyik, JuditPesti-Asbóth, Georgina2026-05-132026-05-132026https://hdl.handle.net/2437/406990A klímaváltozás következtében fellépő abiotikus stresszhatások jelentős mértékben befolyásolják mind a növénytermesztést, mind az állattenyésztést, amelynek egyik központi eleme a redox-homeosztázis felborulása. Az oxidatív stressz során keletkező reaktív oxigén- és nitrogénfajták károsítják a sejtek biomolekuláit, ezáltal rontják az élő szervezetek élettani állapotát és termelési mutatóit. A redox-homeosztázis vizsgálata ezért kulcsfontosságú a stresszválaszok megértésében és a termelés hatékonyságának növelésében. Kutatásaink fő célja olyan diagnosztikai jelentőségű biomarkerek azonosítása volt, amelyek alkalmasak a redox-homeosztázis változásainak nyomon követésére, valamint a stresszre adott válaszok előrejelzésére növényi és állati modellekben. Vizsgálatainkat in vitro burgonya modellen, valamint in vivo brojlercsirke, szopós malac és Wistar patkány modelleken végeztük. Az in vitro burgonya kísérletek során megállapítottuk, hogy az ultrahangos kezelés jelentős változásokat idéz elő az antioxidáns védelmi rendszer működésében. A glutation rendszer, valamint az antioxidáns enzimek aktivitása időfüggő módon változott, ami arra utal, hogy az abiotikus stressz adaptív válaszokat indukál a növényekben. Emellett igazoltuk, hogy a hormonális szabályozás (melatonin, auxin) szoros kapcsolatban áll a redox-homeosztázis változásaival. A brojlercsirkéken végzett vizsgálatok során kimutattuk, hogy az intenzív növekedési szakaszokban jelentős oxidatív stressz alakul ki, amely a glutation koncentráció csökkenésében, az antioxidáns rendszer kimerülésében, valamint gyulladásos folyamatok aktiválódásában nyilvánul meg. Eredményeink rámutattak arra is, hogy a redox-homeosztázis dinamikus változásainak értékelése csak több időpontban végzett mérések alapján lehetséges. A szénhidrát-anyagcsere vizsgálatok igazolták, hogy a brojlercsirkék esetében a növekedési periódus végére az inzulinszint emelkedése mellett a glükózszint stabil marad, ami az inzulinrezisztencia kialakulására utal. Hasonló metabolikus összefüggéseket figyeltünk meg patkány modellben is. A szopós malacok esetében a kiegészítő tejpótlás szignifikáns hatást gyakorolt a hormonális és metabolikus paraméterekre, különösen az inzulin és az IGF-1 koncentráció növekedésére, amely a fokozott anabolikus folyamatokkal hozható összefüggésbe. Eredményeink alapján megállapítható, hogy a redox-homeosztázis változásai jól jellemezhetők különböző biomarkerek kombinált vizsgálatával, és ezek alkalmasak lehetnek a stresszállapotok korai felismerésére. A kutatás hozzájárul a növényi és állati rendszerek stresszélettani folyamatainak mélyebb megértéséhez, valamint alapot nyújthat a termelési hatékonyság növelését célzó beavatkozási stratégiák kidolgozásához.Abiotic stress effects associated with climate change significantly influence both crop production and animal husbandry, with one of the central elements being the disruption of redox homeostasis. Reactive oxygen and nitrogen species generated during oxidative stress damage cellular biomolecules, thereby impairing physiological status and production performance of living organisms. Therefore, the investigation of redox homeostasis is essential for understanding stress responses and improving production efficiency. The main objective of our research was to identify diagnostically relevant biomarkers suitable for monitoring changes in redox homeostasis and for predicting stress responses in both plant and animal models. Our investigations were carried out using an in vitro potato model, as well as in vivo broiler chicken, suckling piglet and Wistar rat models. In the in vitro potato experiments, we demonstrated that ultrasonication induces significant changes in the antioxidant defense system. The glutathione system and the activity of antioxidant enzymes showed time-dependent alterations, indicating that abiotic stress triggers adaptive responses in plants. Furthermore, we confirmed that hormonal regulation (melatonin, auxin) is closely associated with changes in redox homeostasis. In broiler chickens, we found that intensive growth phases are accompanied by pronounced oxidative stress, manifested by a decrease in glutathione levels, depletion of the antioxidant system, and activation of inflammatory processes. Our results also highlight that the dynamic nature of redox homeostasis can only be accurately evaluated through measurements at multiple time points. Investigations of carbohydrate metabolism revealed that, in broiler chickens, plasma glucose levels remained stable despite an increase in insulin levels by the end of the growth period, suggesting the development of insulin resistance. Similar metabolic patterns were observed in the rat model. In suckling piglets, supplementary milk feeding had a significant effect on hormonal and metabolic parameters, particularly increasing insulin and IGF-1 concentrations, which can be associated with enhanced anabolic processes. Based on our results, it can be concluded that changes in redox homeostasis can be effectively characterized by the combined analysis of different biomarkers, which may be suitable for the early detection of stress conditions. This research contributes to a deeper understanding of stress physiology in both plant and animal systems and provides a basis for the development of strategies aimed at improving production efficiency.164huredox-homeosztázis, oxidatív stressz, biomarkerek, melatonin, tiol-homeosztázis, antioxidáns rendszer, brojlercsirke, in vitro burgonya modellredox-homeostasis, oxidative stress, biomarkers, melatonin, thiol homeostasis, antioxidant system, broiler chicken, in vitro potato modelPhD, doktori értekezésÁllattenyésztési tudományokAgrártudományok