МИКРОДИАЛИЗНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙРОХИМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ СТРЕССА НА ФОНЕ ИММУНИЗАЦИИ КОНЬЮГАТАМИ ГЛУТАМАТА И ДОФАМИНА С БСА

from the parts of the hypothalamus. The level of mRNA of these genes in 
the posterior hypothalamus was higher than that in the anterior and was 
0.96±0.09 and 0.2±0.06 copies/100 Ppia copies for Trpa1 (р<0,001) and 
4.9±0.24 and 1.1±0.24 copies/100 Ppia
copies for Trpv1
(р<0,001), 

respectively. The Trpm8 gene expression also depends on the part of the 
hypothalamus. In the anterior hypothalamus, the level of Trpm8 mRNA was 
three times higher than in the
posterior (0.9±0.09 and 0.3±0.08 

copies/100 Ppia
copies, respectively; р<0,001). To note, that apart 

from our results, the data on the distribution of the thermosensitive 
TRP ion channels in the hypothalamus are virtually absent.

Thus, it was first shown that genes of 6 thermosensitive TRP ion 

channels are differently expressed in the anterior and posterior 
hypothalamus. The differences indicate the higher activity of the coldsensitive TRPM8 ion channel gene in the anterior hypothalamus. While in 
posterior hypothalamus it was observed the increased activity of genes 
for such ion channels as warm-sensitive TRPV1 and the perceiving pain 
cold-irritation TRPA1.
Work is supported by the RFBR (grant № 14-04-00700)
References.
1.
Jordt S.E., McKemy D.D., Julius D. // Curr Opin Neurobiol. 2003. 

Vol. 13, N 4. P. 487-492. 
2.
Voronova I.P., Kulikov A.V., Popova N.K., Kozyreva T.V. // J. 

Thermal Biol. 2007. Vol. 32. P. 188-192.
3.
Voronova I.P., Tuzhikova A.A., Kozyreva T.V. // Ross. Fiziol. Zh. 

Im. I. M. Sechenova. 2012. N 9. P. 1101-1110.
DOI:10.12737/12472

МИКРОДИАЛИЗНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙРОХИМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ 

СТРЕССА НА ФОНЕ ИММУНИЗАЦИИ

КОНЬЮГАТАМИ ГЛУТАМАТА И ДОФАМИНА С БСА

А.Е. Умрюхин1,2, И.А. Шафаревич1

1 ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России

2 ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина

alum1@yandex.ru

В работе приведены результаты опытов по изучению гиппокампального 

профиля 
ГАМК, 
глутамата, 
дофамина 
и 
норадреналина 
в 
динамике 

иммобилизационной стрессорной нагрузки и постстрессорного периода у 
поведенчески активных и пассивных крыс на фоне иммунизации крыс 
коньюгатами глутамата и дофамина с БСА. 
Ключевые слова:
теория функциональных систем, стресс, микродиализ, 

иммунизация, 
глутамат, 
ГАМК, 
дофамин, 
норадреналин, 
дорсальный 

гиппокамп

В соответствии с представлениями теории функциональных систем П.К. 

Анохина, получившей развитие в научной школе К.В. Судакова, достижение 
необходимого 
организму 
социального 
или 
биологического 
результата 

выступает 
системообразующим 
фактором, 
организующим 
включение 
и 

динамическое 
взаимодействие 
процессов 
организма, 
обеспечивающих 

достижение приспособительного результата [1]. Особенности первичных 
церебральных реакций у разных субъектов определяют индивидуальный 
паттерн реакций организма в условиях конфликтных ситуаций, в которых 
организм лишен возможности достижения необходимого результата, что 
приводит к развитию психоэмоционального стресса [2,3]. При оценке 
функциональной роли выявляемых в эксперименте перестроек содержания 
нейромедиаторов важно оценивать длительность развития перестроек для 
анализа включения прямых и обратных регуляторных связей, а также 
необходимо учитывать результативность поведения для заключения о 
физиологической направленности выявляемых изменений [4]. 

Целью данной работы было изучение гиппокампальных нейрохимических 

механизмов стрессорной нагрузки у особей с различной поведенческой 
активностью при длительной коррекции нейрохимических процессов путем 
иммунизации коньюгатами нейромедиаторов с БСА. 

МЕТОДИКА
Опыты 
проведены 
на 
крысах 
самцах 
Вистар, 
содержавшихся 
в 

стандартных условиях вивария со свободным доступом к корму и воде. В 
постановке экспериментов руководствовались "Правилами проведения работ 
с использованием экспериментальных животных", утвержденных в ФГБНУ НИИ 
нормальной физиологии имени П.К. Анохина. По результатам тестирования 
крыс в тесте «Открытое поле» из общей популяции были отобраны особи с 
высокими и низкими показателями двигательной и исследовательской 
активности. Стрессорную нагрузку моделировали фиксацией крыс за лапы на 
доске в течение 1 часа. Содержание нейромедиаторов в дорсальном 
гиппокампе 
определяли 
с 
помощью 
микродиализа 
с 
последующей 

высокоразрешающей жидкостной хроматографией [5]. Иммунизацию коньюгатом 
глутамата проводили в течение пяти недель, иммунизацию коньюгатом 
дофамина –
в течение четырех недель [5]. Статистическую обработку 

данных проводили с использованием программы Statistica 8.0 (StatSoft 
Inc, USA) с помощью факторного дисперсионного анализа, а также 
дисперсионного анализа для повторных измерений с последующим парным 
сравнением данных с помощью непараметрических критериев Вилькоксона для 
зависимых выборок и Манна-Уитни для независимых. 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
У поведенчески активных крыс во время часовой иммобилизации в 

гиппокампе в четыре раза возрастало 
содержание ГАМК. На фоне 

иммунизации активных крыс коньюгатом глутамата с БСА содержание ГАМК не 
изменялось во время стрессорной нагрузки, однако увеличивалось в пять 
раз после ее окончания; при этом содержание глутамата на фоне 
иммунизации у пассивных животных снижалось в начале стрессорного 
воздействия. Также на фоне иммунизации у активных крыс уровень дофамина 
снижался в два раза, в то время как у пассивных содержание дофамина 
достоверно возрастало. На фоне иммунизации коньюгатом дофамина с БСА 
изменялась динамика содержания дофамина во время стрессорной нагрузки с 
достоверным повышением его уровня у активных и пассивных крыс, также 
изменялась динамика содержания норадреналина во время стрессорной 
нагрузки и постстрессорного периода с достоверным снижением его уровня 
у активных и повышением у пассивных крыс. 

Таким образом, иммунизация коньюгатами глутамата и дофамина с БСА 

специфически 
изменяет 
гиппокампальные 
нейрохимические 
механизмы 

стрессорной нагрузки. При этом у активных и пассивных по поведению 
особей различно изменяется содержание в дорсальном гиппокампе ГАМК, 
глутамата, дофамина и норадреналина в динамике иммобилизационной 
стрессорной нагрузки и постстрессорного периода. Выявленные на фоне 
иммунизаторных 
воздействий 
особенности 
содержания 
нейромедиаторов 

отражают долговременные перестройки нейрохимических механизмов у особей 
с различным типом реагирования в условиях неизбегаемого стресса, 
вызванного 
невозможностью 
достижения 
полезного 
приспособительного 

результата. Исследования выполнены при поддержке гранта РФФИ №13-0401908. 

Список литературы 

1. Судаков К.В., Андрианов В.В. // Сеченовский вестн. 2012. № 1. С. 2933. 
2. Перцов С.С., Коплик Е.В., Калиниченко Л.С. // Бюл. экспер. биол. 
2011. Т. 152. № 7. С. 4-7. 
3. Koplik
E.V., Umryukhin
P.E., Konorova
I.L., Terekhina
O.L., 

Mikhaleva
I.I., Gannushkina
I.V., Sudakov
K.V. // Neurosci. Behav. 

Physiol. 2008. V. 38. N 9. P. 953-957. 
4. Andrianov V.V. // Neurosci. Behav. Physiol. 1994. V. 24. N 6. P. 
489-494. 
5. Умрюхин
А.Е., Дюкарева
Е.В., Ветрилэ
Л.А., Трекова
Н.А., Кравцов

А.Н., Евсеев
В.А., Судаков
К.В. // Бюл. экспер. биол. 2007. Т. 

143. № 4. С. 374-377. 

MICRODIALYSIS STUDY OF NEUROCHEMICAL STRESS MECHANISMS AFTER 

IMMUNIZATION BY GLUTAMATE AND DOPAMINE-BSA CONJUGATES

A.E. Umryukhin1,2, I.A. Shafarevich1

1 Sechenov First Moscow State Medical University

2 Anokhin Institute for Normal Physiology

alum1@yandex.ru

We report hippocampal GABA, glutamate, dopamine and noradrenaline 
profile during immobilization stress exposure and 1 hour after period 
in animals of variable behavioral activity after long-term correction 
of neurochemical mechanisms by glutamate and dopamine BSA conjugates 
immunization. 
Key words:
theory of functional systems, stress, microdialysis, 

immunization, 
glutamate, 
GABA, 
dopamine, 
noradrenaline, 
dorsal 

hippocampus 

According to the theory of functional systems suggested by 

P.K. Anokhin 
and 
further 
developed 
by 
K.V. Sudakov 
and 
his 

collaborators, a functional system is formed in order to achieve a 
certain biological or social goal necessary for an organism. The system 
manages activation and dynamic interaction of the organism’s processes 
aimed at achieving an adaptive result [1]. Peculiarities of primary 
cerebral reactions in different subjects determine the individual 
pattern of the organism’s reactions in conflict situations where the 
organism cannot achieve the required result and thus starts to 

experience 
psychoemotional 
stress 
[2, 
3]. 
When 
evaluating 
the 

functional role of changes in neurotransmitter levels measured in an 
experiment, it is important to assess how long these changes have been 
developing for an analysis of activation of direct and feedback 
regulatory mechanisms. The effectiveness of behavior in achieving the 
desired result should be also taken into account when drawing 
conclusions about the physiological role of the detected changes [4]. 

The aim of this study was to investigate the hippocampal 

neurochemical stress mechanisms in animals of variable behavioral 
activity after long-term correction of biochemical processes by 
immunization with neurotransmitters conjugated with BSA.
METHODS

The experiments were carried out on male Wistar rats kept in a 

routine vivarium environment with free access to food and water. When 
performing the experiment, we adhered to the “Rules for working with 
experimental animals” approved by the P.K. Anokhin Research Institute 
of Normal Physiology. The rats underwent an open field test, and 
individual animals with high and low values of motor and exploratory 
activity were selected. Stress was modelled by fixing the rats’ limbs 
to a board for 1 hour. The content of neurotransmitters in the dorsal 
hippocampus was measured by microdialysis with high-performance liquid 
chromatography [5]. Rats were immunized with conjugated glutamate for 
five weeks and with conjugated dopamine for four weeks [5]. The 
statistical analysis of the data was performed with Statistica 8.0 
(StatSoft Inc, USA) software using factorial analysis of variance 
(ANOVA) and repeated measures ANOVA followed by paired data comparison 
using the Wilcoxon signed-rank test for dependent samples and MannWhitney test for independent samples.
RESULTS

Rats with active behavior demonstrated a four-fold increase in 

GABA content in the hippocampus during the one-hour immobilization. 
Immunization of active rats with BSA-conjugated glutamate did not 
change the GABA levels during the stress test but resulted in their 
five-fold increase after the end of the stress. Immunized passive rats 
demonstrated a decrease in glutamate levels at the beginning of the 
stress. Additionally, dopamine levels halved in immunized active rats 
while the passive rats demonstrated a statistically significant 
increase in dopamine levels. Immunization with BSA-conjugated dopamine 
affected the changes in dopamine levels during the stress – dopamine 
levels showed a statistically significant increase both in active and 
passive rats. There were also changes in norepinephrine levels during 
and after stress –
norepinephrine decreased significantly in active 

animals while increasing in the passive rats.

Therefore, immunization with BSA-conjugated glutamine and dopamine 

results in specific changes in hippocampal neurochemical stress 
mechanisms. Animals with active and passive behavior in these 
conditions show differing changes in the dorsal hippocampal content of 
GABA, glutamate, dopamine and norepinephrine during stress caused by 
immobilization and in the post-stress period. The features of 
neurotransmitter content detected after immunization reflect long-term 
changes in neurochemical mechanisms in animals which differ in their 

reaction type to inescapable stress induced by inability to achieve a 
useful adaptive result. The work was supported by grant from 
the Russian Foundation for Basic Research, grant #13-04-01908. 
REFERENCES
1. Sudakov K.V., Andrianov V.V. // Sechenovskiy vestnik. 2012. N 1. P. 
29-33. 
2. Pertsov S.S., Koplik E.V., Kalinichenko L.S. // Bulletin of 
Experimental biology and medicine. 2011. V. 152. N 1. P. 1-4. 
3. Koplik E.V., Umryukhin P.E., Konorova I.L., Terekhina O.L., 
Mikhaleva I.I., Gannushkina I.V., Sudakov K.V. // Neurosci. Behav. 
Physiol. 2008. V. 38. N 9. P. 953-957. 
4. Andrianov V.V. // Neurosci. Behav. Physiol. 1994. V. 24. N 6. P. 
489-494. 
5. Umriukhin A.E., Diukareva E.V., Kravtsov A.N., Sudakov K.V., Vetrile 
L.A., Trekova N.A., Evseev V.A. // Bulletin of Experimental Biology and 
Medicine. 2007. V. 143. N 4. P. 399-402. 
DOI:10.12737/12473

ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА И ОЦЕНКА 

СИСТЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО САМООБУЧЕНИЯ

Е.А. Умрюхин

ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАН, Москва, 

Россия

eaumin@mail.ru – Умрюхин Евгений Алексеевич

Ключевые 
слова:
компьютерная 
модель, 
электроэнцефалограмма, 

диагностика системных стадий психической деятельности человека.

Работа проведена с использованием разработанной нами на основе 

теории функциональных систем П.К. Анохина информационной компьютерной 
модели 
работы 
мозга. 
Выявлены 
индивидуальные 
особенности 

физиологического обеспечения интеллектуальной деятельности человека, 
проявляющиеся в характеристиках электроэнцефалограммы и связанные с 
различиями временных параметров стадии принятия решения. Показано, что 
высокая активность правой височной и обеих фронтальных областей коры 
может обуславливать более быстрое принятие решения для реализации 
двигательной программы.

В соответствии с принципами теории функциональных систем П.К. 

Анохина нами была предложена модель работы мозга, построенная из 
однотипных иерархически соединенных блоков, каждый из которых построен 
согласно архитектонике функциональной системы [2,3]. Данная модель 
отличается 
от 
аналогичных 
[1,4], 
завершенностью 
логической 

информационной 
структуры, 
широтой 
охвата 
моделируемых 
явлений, 

операциональностью механизмов [5]. На основе данной модели осуществлен 
анализ электрической
активности мозга при решении сложных задач с 

заданными параметрами, характеризующими системные аспекты психической 
деятельности.

МЕТОДИКА 
ИССЛЕДОВАНИЯ. 
Испытуемым 
предлагали 
запомнить 
и 

воспроизвести последовательность семи сигналов в форме кругов диаметром