СЕКРЕТОРНАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОВ СИНТЕЗИРУЮЩИХ НОРАДРЕНАЛИН В ОНТОГЕНЕЗЕ У КРЫС

the effect of melatonin in different concentrations on synaptic 
transmission in system of Shaffer collaterals – pyramidal neurons of 
CA1 area of hippocampus, as well as the ability of melatonin to induce 
epileptiform activity. 
METHODS
The experiments were performed in hippocampal slices of 15 non-pedigree 
albino male rats weighing 200–220 g. Preparation, incubation of slices 
and composition of artificial cerebrospinal fluid was described by us 
earlier [2]. Stimulation of Schaffer collaterals was performed with a 
frequency of 1 Hz (30 pulses for 30 sec), registering all population 
spikes (PS). Statistical processing of the research results was 
performed using the software BioStat 2009 Professional. To assess the 
significance of differences of two samples was used t-Student test.
RESULTS
It was found that perfusion of rat hippocampal slices by artificial 
cerebrospinal fluid with melatonin in concentration of 0,5 mM (n=6) 
didn’t change orthodromic PS considerably: its latent period, amplitude 
and form almost didn’t change. 
Melatonin in concentration 2 mM significantly (p<0,05)
depressed 

orthodromic PS on 243% (n=7), in concentration 5 mM
– on 726% (n=8; 

p<0,01) and didn’t cause epileptiform activity.
Thus, melatonin depressed synaptic transmission in system of Shaffer 
collaterals – pyramidal neurons of CA1 area of hippocampus and didn’t 
cause epileptiform activity. The increase of melatonin concentration 
(from 0,5 to 5 mM) increases its effect.

REFERENCES

1.
Arushanian E.B.  // Eksp Klin Farmakol. 2015. Vol. 78. No 3. P. 40–

43.
2.
Motin V.G. // Bull Exp Biol Med. 2011. Vol. 152. No 7. P. 32–36.

3.
Coras R., Pauli E., Li J. et al. // Brain. 2014. Vol. 137, Pt. 7. 

P. 1945–1957.
4.
Musshoff U., Riewenherm D., Berger E. et al. // Hippocampus. 2002. 

Vol. 12. No 2. P. 165–173.
5.
Wang L.M., Suthana N.A., Chaudhury D. et al. // Eur. J. Neurosci. 

2005. V. 22. No 9. P. 2231–2237.
DOI:10.12737/12427

СЕКРЕТОРНАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОВ СИНТЕЗИРУЮЩИХ НОРАДРЕНАЛИН В 

ОНТОГЕНЕЗЕ У КРЫС

А.Р. Муртазина, Н.С. Бондаренко, Ю.О. Зубова, А.Я. Сапронова,

М.В. Угрюмов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Научный руководитель – академик РАН М.В. Угрюмов

Aliya_mr89@mail.ru

Работа 
посвящена 
исследованию 
секреторной 
активности 
органов 

синтезирующих норадреналин в онтогенезе у крыс В ходе выполнения данной 

работы была изучена  возрастная динамика содержание норадреналина, а 
также активность тирозингидроксилазы в органах-источниках и плазме 
крови. Было показано, что на разных этапах онтогенеза каждый из органов 
может вносить существенный вклад в формирование физиологически активной 
концентрации норадреналина в крови.
Ключевые 
слова: 
норадреналин, 
L-ДОФА, 
тирозингидроксилаза, 
ГЭБ, 

онтогенез.
Введение.
На всех этапах онтогенеза в основе жизнедеятельности организма лежат 
регуляторные взаимодействия, обеспечиваемые эндогенными химическими 
сигналами [2]. Одним из таких сигналов является норадреналин (НА), 
который играет роль морфогенетического фактора в развитии жизненно 
важных органов, таких как сердце, легкие и др [3]. В онтогенезе, при 
нарушении норадренергической регуляции возникают тяжелые врожденные 
заболевания [1].
Считается, что основными эндокринными источниками НА в онтогенезе 
являются орган Цукеркандля (ОЦ), который функционирует преимущественно 
в пренатальном периоде, и надпочечники, которые наиболее активны после 
рождения [4]. Кроме того в нашей лаборатории было доказано, что до 
формирования ГЭБ, мозг является эндокринным источником НА в крови [5]. 
Интересен также тот факт, что в перинатальном периоде онтогенеза 
функционируют все три эндокринных источника НА.
Мы предполагаем, что между органами, секретирующими НА в перинатальном 
периоде 
онтогенеза, 
существует 
гуморальное 
взаимодействие, 

обеспечивающее поддержание физиологически активной концентрации НА в 
крови. Чтобы оценить возможность данного взаимодействия, в первую 
очередь необходимо исследовать потенциальный вклад каждого органаисточника НА в его концентрацию в крови, а также оценить активность 
тирозингидроксилазы (ТГ), первого, скорость лимитирующего фермента 
синтеза НА, как один из показателей секреторной активности исследуемых 
органов.
Цель данной работы – изучение изменения активности ТГ и содержания НА в 
органах, синтезирующих НА, и в плазме крови в онтогенезе.
Материалы и методы.
Объектом исследования были интактные крысы популяции Вистар на 18 (Э18) 
и 21 дни пренатального и 3 (П3),7,15,30 постнатального развития. 
Определение 
активности 
ТГ 
осуществляли 
посредством 
ингибирования 

второго 
фермента 
синтеза 
НА 
декарбоксилазы 
ароматических 
L
аминокислот с помощью 3-гидроксибензилгидразин (NSD-1015) (100 мг/кг). 
Активность ТГ оценивали по накоплению L-ДОФА как продукта реакции с 
участием этого фермента. Содержания НА и L-ДОФА в органах и плазме 
крови определяли методом ВЭЖХ.
Результаты и обсуждение.
В проведенном исследовании было показано, что на всех изученных сроках 
онтогенеза 
НА 
содержится 
в 
крови 
в 
физиологически 
активной 

концентрации, т.е. способен оказывать влияние на функционирование 
клетоки органов-мишеней. На следующем этапе исследования оценивали 

потенциальный 
вклад 
каждого 
из 
источников 
НА 
в 
формирование 

физиологически активной концентрации в крови. В мозге содержание НА 
увеличивается 
в 
ходе 
всего 
исследуемого 
периода. 
Этому 
могут 

способствовать 
такие 
факторы, 
как 
разрастание 
отростков 

дифференцирующихся нейронов, формирование ГЭБ к П15, рост самого мозга. 
В надпочечниках также наблюдается увеличение содержание НА с наибольшим 
содержанием на П30. В органе Цукеркандля, напротив, проявляется 
обратная динамика - содержание НА растет до П3 и уменьшается к П30. 
Интересно отметить, что, согласно полученным данным ОЦ в пренатальном 
периоде является основным источником НА в крови. В раннем постнатальном 
периоде потенциальный вклад всех трех источников в физиологически 
активную концентрацию НА в крови сопоставим. К концу второй недели 
постнатального
развития происходит окончательное формирование ГЭБ и 

инволюция ОЦ, вследствие чего роль основного источника НА берут на себя 
надпочечники.
Во всех исследуемых органах наибольшая активность ТГ отмечается на Э18, 
что коррелирует с наиболее высокой концентрацией НА в плазме крови в 
этот период развития. Возможно, это связано с тем, что в это время 
происходит дифференцировка клеток большинства жизненно важных органов, 
и НА в таких высоких концентрациях может быть необходим в качестве 
морфогенетического фактора. В постнатальном периоде развития активность 
ТГ снижается по сравнению с Э18 и процессе дальнейшего развития 
организма поддерживается на определенном уровне. В надпочечниках и ОЦ 
активность ТГ примерно сопоставима на протяжении всего исследуемого 
периода, в то время как в мозге она выше примерно в 5 раз. Этот факт 
может 
быть 
связан 
с 
особенностями 
функционирования 
нервной 
и 

хромаффинной ткани.
Таким образом, мы изучили динамику содержания НА и изменения активности 
ТГ в органах-источниках. Данные органы создают физиологически активную 
концентрацию НА в крови, которая может оказывать влияние на клетки- и 
органы-мишени.
Работа осуществлялась при поддержке гранта РНФ №14-15-01122.
Литература.
1.
Filiano J., Kinney H. A perspectives on neuropathologic findings 

in victims of the sudden infant deathsyndrome: 1the triple-risk model. 
Biol. Neonate. 1994, 65, 194-197.
2.
Levin, M., Buznikov, G.A. and Lauder, J.M. Of minds and embryos: 

left-right asymmetry and the serotonergic controls of pre-neural 
morphogenesis. Dev Neurosci. 2006. 28, 171-85.
3.
Nagatsu, T.Nabeshima, R. McCarty and D.S. Goldstein. Catecholamine 

research. From molecular insights to clinical medicine. Eds. By T. In: 
Advances in Behavioral Biology. 2002, V. 53.
4.
Unsicker K., Huber K., Schu¨tz G., Kalcheim C. The chromaffin cell 

and its development. Neurochem. Res. 2005. 30, 921–925.
5.
Зубова Ю.О., Бондаренко Н.С., Сапронова А.Я., Угрюмов М.В. 

Секреция норадреналина из мозга в общую систему циркуляции в онтогенезе 
у крыс. Нейрохимия . 2015. 32 (2), 116-122.

SECRETORY ACTIVITY OF NORADRENALIN-PRODUCING ORGANS DURING 

RAT ONTOGENESIS

A.R. Murtazina, N.S. Bondarenko, Yu.O. Zubova, A.Ya. Sapronova,

M.V. Ugrumov

Koltzov Institute of Developmental Biology

of Russian Academy of Sciences

Supervisor: academician of RAS M.V. Ugrumov

Aliya_mr89@mail.ru

Abstract.
The work is devoted to the investigation of secretory activity of 
noradrenalin-producing organs during rat ontogenesis. In this work we 
studied age dynamics of the content of noradrenalin, as well as the 
activity of tyrosine hydroxylase in noradrenalin -producing organs and 
blood. It has been shown that each of these organs can make a 
significant contribution to the maintaining of physiologically active 
noradrenalin concentration in the blood at different stages of 
ontogenesis.
Key 
words: 
noradrenalin, 
L-DOPA, 
tyrosine 
hydroxylase, 
BBB, 

ontogenesis.
Introduction.
Regulatory interactions between endogenous chemical signals underlie 
the functioning of the organism at all stages of ontogenesis [2]. 
Noradrenalin (NA) is one of these signals. It acts as a morphogenetic 
factor in the development of vital organs such as heart, lungs and 
others [3]. The disorders of NA regulation in ontogenesis can lead to 
development of severe congenital diseases [1].
It is believed that the main endocrine sources of NA in ontogenesis are 
the organ of Zuckerkandl (OZ), which operates mainly in the prenatal 
period, and the adrenal glands, which are most active after birth [4]. 
Furthermore, earlier we have shown that the brain is an endocrine 
source of NA in the blood before the formation of the blood brain 
barrier (BBB) [4]. Also it is interesting that all these endocrine 
sources of NA function in the perinatal period of ontogenesis.
We suppose that there is a humoral interaction between NA-producing 
organs in perinatal period of ontogenesis which provides the 
maintaining of NA physiologically active concentration in the blood 
during this period. To assess the possibility of this interaction it is 
necessary to investigate the potential contribution of each NAproducing organ to the maintaining of the certain concentration of NA 
in the blood and evaluate the activity of tyrosine hydroxylase (TH), 
the first rate limiting enzyme of NA synthesis, as one of the
indicators of secretory activity of these organs.
The purpose of this work was the investigation of changes of TH 
activity and NA content in NA-producing organs and plasma in 
ontogenesis.
Materials and methods.
Intact Wistar male rats at the 18th
(E18) and 21st
days of prenatal 

development and at the 3rd
(P3), 7th, 15th
and 30th days of postnatal 

development were used. Determination of TH activity was performed by an 
inhibition of decarboxylase of aromatic L-amino acids, the second 
enzyme of NA synthesis, with 3-hydroxbenzylhydrazine (NSD-1015) (100 
mg/kg). TH activity was estimated by an accumulation of L-DOPA as a 

product of the reaction with the participation of TH. The content of NA 
and L-DOPA in the organs and blood plasma was determined with HPLC.
Results and discussion.
It was shown that NA is contained in the blood in physiologically 
active concentration during the all investigated period of ontogenesis, 
i.e. it can influence on the functioning of target cells- and organs. 
At the next stage of the investigation we evaluated the potential 
contribution of each NA source to the maintaining of physiologically 
active concentration of NA in the blood. The content of NA in the brain 
is increasing during the all investigated period. It can be promoted by 
such factors as the spread of differentiating neurons’ processes, the 
BBB formation to P15, the growth of the brain. The content of NA in the 
adrenal glands is also increasing with the maximum at P30. In contrast, 
the content of NA in OZ is increasing to P3 and decreasing to P30, i.e. 
it demonstrates an inverse dynamics. It is interesting to note that, 
according to these results, OZ is the main source of NA in the blood in 
prenatal period. In the early postnatal period potential contributions 
of all three NA sources to the maintaining of NA physiologically active 
concentration in the blood are comparable. By the end of the second 
week of postnatal development the BBB closes, OZ involutes, thereby the 
adrenal glands become the main source of NA.
The maximum of TH activity takes place in all of investigated organs at 
E18 and it is correlated with the highest concentration of NA in plasma 
during this period. It can be connected with the differentiation of 
cells in many vital organs at this time, and NA in such a high 
concentration may act as a morphogenetic factor in these processes. In 
the postnatal period of ontogenesis the activity of TH is reduced 
compared to E18 and it is maintained at the certain level during the 
further development. TH activity in the adrenal glands is comparable 
with it’s activity in OZ during all investigated period, whereas in the 
brain it is about 5 times higher. It can be connected with the 
distinctions of the functioning of the nervous and chromaffin tissues.
Thus, we have analyzed the dynamics of NA content and the changes of TH 
activity in NA-producing organs. These organs provide a maintaining of 
physiologically active concentration of NA in the blood, which can 
affect the target cells and organs.
This study was supported by Russian Scientific Foundation, project № 
141501122.
References.
1.
Filiano J., Kinney H. A perspectives on neuropathologic findings 

in victims of the sudden infant deathsyndrome: 1the triple-risk model. 
Biol. Neonate. 1994, 65, 194-197.
2.
Levin, M., Buznikov, G.A. and Lauder, J.M. Of minds and embryos: 

left-right asymmetry and the serotonergic controls of pre-neural 
morphogenesis. Dev Neurosci. 2006. 28, 171-85.
3.
Nagatsu, T.Nabeshima, R. McCarty and D.S. Goldstein. Catecholamine 

research. From molecular insights to clinical medicine. Eds. By T. In: 
Advances in Behavioral Biology. 2002, V. 53.
4.
Unsicker K., Huber K., Schu¨tz G., Kalcheim C. The chromaffin cell 

and its development. Neurochem. Res. 2005. 30, 921–925.

5.
Zubova Yu., Bondarenko N., Sapronova A., Ugrumov M. The Secretion 

of noradrenaline from the brain into the peripheral blood during rat 
ontogenesis. Neurochemical Journal. 2015. 9, 2, 95–100.
DOI:10.12737/12428

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПАТТЕРНОВ АКТИВНОГО ВЫБОРА КРЫСАМИ 

УСЛОВНЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО И ПИТЬЕВОГО 

ПОДКРЕПЛЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО 

ОБУЧЕНИЯ

Муртазина Е.П.1, Журавлев Б.В.1, Сабанина Н.Р.1, Гурковский Б.В.1,2

1 - ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им.П.К.Анохина, Москва, РФ

2 - Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, 

РФ

e.murtazina@nphys.ru

Ключевые слова:
самопроизвольное обучение, выбор, сенсорный экран, 

крысы.
Социальная деятельность человека и обитание животных в естественных 
условиях среды, согласно теории функциональных систем П.К.Анохина 
[1],осуществляется в процессе  самостоятельного активного выбора 
окружающих воздействий, собственной программы действий и оценки 
достигаемых 
результатов 
целенаправленной 
деятельности. 
Наиболее 

близкими к этологическим наблюдениям процессов выбора и принятия 
решения у животных являются экспериментальные модели самопроизвольного 
обучения 
с 
использованием 
методики 
свободного 
выбора. 
Э. 

Торндайкпервыйпредложил метод, назвав его «проблемной ситуацией», когда 
животному вся информация относительно задачи представляется уже в  
первом опыте для самостоятельного обучения и формирования поведения 
[4].В последние годы в экспериментальных моделях обучения животных 
дифференцировке 
условных 
сигналов 
начали 
применять 
интерактивные

сенсорные мониторы, на которых предъявляются различные изображения [3]. 
Нами были разработаны модели с применением аналогичного устройства, но 
в условиях самопроизвольного инструментального обучения крыс с выбором 
условных сигналов и соответствующих подкреплений [2]. В связи с 
вышеизложенным, цель исследования состояла в анализе паттернов действий 
крыс в условиях активного выбора условных сигналов в интерактивной 
среде для получения пищевого и питьевого подкреплений на разных стадиях 
обучения, мотивационных состояний, а также при переделке навыка. 
Методика исследования. Объект исследования - 26 крыс линии Вистар, 3-х 
месячные 
в 
начале 
экспериментов. 
Модель 
исследования 
–

самопроизвольноеобучение крыс выбору одного из 2-х изображений (путем 
нажатия на сенсорном экране (LafayetteInstruments, USA)) для получения 
подкреплений: одной пищевой гранулы (45 мг.) или 0,5 мл воды.
Результаты исследования. Обнаружен эффект достижения первых успешных 
результатов на ранних стадиях обучения на доминирование в сеансах 
тренингов 
соответствующей 
формы 
поведения: 
пищедобывательной 
или 

питьевой, не взирая на предварительную депривацию крыс и по  пище, и по 
воде. Показано, что при использовании разработанных протоколов 82,4% 
крыс 
за 
2 
экспериментальных 
сеанса 
обучились 
использованию