ДИНАМИКА КОНЦЕНТРАЦИИ ЦИТОКИНОВ В ГИПОТАЛАМУСЕ КРЫС С РАЗНОЙ ПОВЕДЕНЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ ПОСЛЕ ОСТРОЙ СТРЕССОРНОЙ НАГРУЗКИ

2.
Central and peripheral manifestation of system reaction for stress 

in 
experimental 
animals 
with 
different 
prognostic 
steadines 
/ 

A.A.Permjakov [et al.] // System regulation of vegetative functions. M: Russian Academy of Medical Science, 2013. - P. 91-96.
3.
Umrjuhin, 
A.E. 
Neiromediator 
hippocampal
mechanisms 
stress 

behaviour 
and 
avoiding 
reactions//the 
Bulletin 
of 
new 
medical 

technologies. 
2013. 
№ 
1. 
URL: 

http://medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2013-1/4240.pdf 
(date 
of 
the 

reference 08.04.2013).
4.
Pertsov, S.S. Melatonin in system mechanisms of emotional stress. 

- М: the Russian Academy of Medical Science, 2011. - ISBN 978-5-79010110-6. 232 p
DOI:10.12737/12442

ДИНАМИКА КОНЦЕНТРАЦИИ ЦИТОКИНОВ В ГИПОТАЛАМУСЕ КРЫС С РАЗНОЙ 
ПОВЕДЕНЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ ПОСЛЕ ОСТРОЙ СТРЕССОРНОЙ НАГРУЗКИ

С.С. Перцов*,***, Л.С. Калиниченко*, Е.В. Коплик*, И.В. Алексеева*,

Н.В. Кирбаева**, Н.Э. Шаранова**, А.В. Васильев**

*ФГБНУ «НИИ нормальной физиологии имени П.К. Анохина; **ФГБНУ «НИИ 
питания»; ***ГБОУ ВПО МГМСУ имени А.И. Евдокимова Минздрава России, 

Москва, РФ

s.pertsov@mail.ru

Ключевые слова: острый стресс, пассивные и активные крысы, гипоталамус; 
цитокины
Формирование отрицательных эмоциональных состояний при стрессорных 
воздействиях связано с циркуляцией возбуждения по лимбико-ретикулярным 
структурам мозга; наиболее важную роль в этом процессе играет 
гипоталамус 
[3]. 
Патогенез 
заболеваний, 
вызванных 
стрессорными 

нагрузками, обусловлен нарушениями иммунного статуса, а в частности 
цитокинового профиля тканей [5]. Многие негативные последствия стресса 
формируются после окончания экстремального воздействия. Устойчивость к 
развитию постстрессорной патологии отличается у различных особей [2]. 
Показано, что поведенчески активные в тесте «открытое поле» животные 
более устойчивы к стрессу, чем пассивные особи [1].
Целью нашей работы было изучение цитокинового профиля гипоталамуса крыс 
с 
разной 
поведенческой 
активностью 
в 
динамике 
после 
острого 

стрессорного воздействия.
Опыты выполнены на 75 крысах самцах Вистар (масса 285,03,9 г). В 
зависимости от поведения в открытом поле [1] животные были разделены на 
пассивных (n=37) и активных (n=38) особей, различающихся по показателю 
индекса активности (0,460,02 и 4,500,50 соответственно). Было 
выделено 4 группы пассивных и 4 группы активных крыс, каждая из которых 
состояла из 8-10 животных. Две группы служили в качестве контроля. 
Других крыс подвергали острой стрессорной нагрузке на модели 12-ч 
ночной иммобилизации (21.00-9.00) [2]. Животных декапитировали сразу, а 
также через 1 или 3 суток после стресса. Содержание провоспалительных 
(гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор [ГМ-КСФ], ИЛ-1, 

ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИФН-, ФНО-) и противовоспалительных цитокинов (ИЛ4, ИЛ-5, ИЛ-10) в тканях гипоталамуса измеряли на установке Bio-Plex. 
Достоверность межгрупповых различий оценивали в непараметрических 
тестах Wilcoxon и Mann-Whitney.
В исходном состоянии уровень ИЛ-1, ИЛ-2 и ГМ-КСФ в тканях гипоталамуса 
у поведенчески активных особей был ниже, чем у пассивных крыс (p<0,05). 
Значимых отличий содержания других цитокинов у этих животных в 
контрольных условиях не выявлено.
Экспериментальное 
стрессорное 
воздействие 
приводило 
к 
выраженным 

изменениям концентрации провоспалительных цитокинов в гипоталамусе. По 
сравнению с исходным уровнем сразу после стресса у пассивных крыс 
обнаружено снижение содержания ГМ-КСФ (на 94,3%, p<0,05), ИЛ-1
(на 

87,7%, p<0,05), ИЛ-1 (на 34,0%), ИЛ-2 (на 62,8%), ИЛ-6 (на 45,4%) и ИФН-
(на 73,5%). Через 1 сутки после стрессорной нагрузки у этих животных 
выявлено увеличение концентрации ГМ-КСФ, ИЛ-1 (p<0,01), ИЛ-2, ИЛ-6 и 
ИФН- по сравнению с таковой, отмеченной в предыдущий период. На 3-и 
сутки наблюдений у пассивных крыс уровень ИЛ-2 и ИФН- в гипоталамусе 
был на 97,3 (p<0,01) и 67,9% соответственно меньше исходного; 
концентрация ФНО-
более чем в 2 раза превышала базовый показатель 

(p<0,05). 
У 
поведенчески 
активных 
особей 
изменения 
содержания 

провоспалительных цитокинов отмечены только для ИЛ-2 (сразу после 
стресса), ИЛ-1
и ИФН-
(3-и сутки). Концентрация этих цитокинов в 

тканях гипоталамуса превышала исходный уровень в 1,9-4,7 раз (p<0,01).
Острая стрессорная нагрузка у пассивных и активных крыс сопровождалась 
сходными колебаниями уровня противовоспалительного цитокина ИЛ-10 в 
тканях гипоталамуса (по сравнению с исходным): возрастание 
сразу 

после стресса (на 40,0 [p<0,05] и 98,5% [p<0,01] соответственно), 
снижение  через 1 (на 64,2 и 60,3% соответственно; p<0,05) и 3 суток 
(на 90,1 и 78,8% соответственно; p<0,01). В этих условиях выявлено 
увеличение 
содержания 
и 
других 
противовоспалительных 
цитокинов 

(p<0,05): у активных особей  ИЛ-5 и ИЛ-4 (сразу и через 3 суток после 
стресса соответственно), у пассивных  ИЛ-5 (1-е сутки).
Таким образом, иммобилизация в темное время суток сопровождается 
изменениями цитокинового профиля гипоталамуса, наиболее выраженными у 
поведенчески пассивных крыс по сравнению с активными особями. У 
пассивных 
животных 
выявлены 
волнообразные 
колебания 
уровня 

провоспалительных цитокинов в постстрессорный период. Концентрация 
большинства противовоспалительных цитокинов в гипоталамусе возрастает в 
разные временные периоды после стрессорной нагрузки. Полученные данные 
дополняют 
результаты 
предыдущих 
опытов, 
показавших 
особенности 

изменений метаболических и поведенческих показателей [2], протеомного 
профиля тканей ЦНС в динамике после эмоционального стресса [4]. Это 
иллюстрируют 
специфику 
вовлечения 
иммуномодулирующих 
цитокинов 
в 

системную 
регуляцию 
физиологических 
функций 
и 
формирование 

индивидуальной устойчивости к негативным последствиям эмоциогенных 
воздействий.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Коплик Е.В. // Вестн. нов. мед. технол. 2002. Т. 9, №1. С. 16-18.

2.
Перцов С.С., Алексеева И.В., Коплик Е.В. и др. // Бюлл. экспер. 

биол. и мед. 2014. Т. 157, №1. С. 14-18.

3.
Судаков К.В. Избранные труды. Том 3. Эмоции и эмоциональный 

стресс. М. НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН. 2012.
4.
Шаранова Н.Э., Перцов С.С., Кирбаева Н.В. и др. // Бюлл. экспер. 

биол. и мед. 2013. Т. 156, №11. С. 532-535.
5.
Yang P., Gao Z., Zhang H. et al. // Neuropsychiatr. Dis. Treat. 

2015. Vol. 11. P. 597-607.

DYNAMICS OF CYTOKINE CONCENTRATION IN THE HYPOTHALAMUS OF 
RATS WITH DIFFERENT BEHAVIORAL ACTIVITY AFTER ACUTE STRESS

S. S. Pertsov*,***, L. S. Kalinichenko*, E. V. Koplik*,

I. V. Alekseeva*,

N. V. Kirbaeva**, N. E. Sharanova**, and A. V. Vasil’ev**

*P.K. Anokhin Research Institute of Normal Physiology; **Institute of 
Nutrition; ***Moscow State University of Medicine and Dentistry Named 

after A.I. Evdokimov, Moscow, Russia

s.pertsov@mail.ru

Key Words:
acute stress; passive and active rats; hypothalamus; 

cytokines
The formation of negative emotional states under stress conditions is 
associated with the circulation of excitation in
the limbic-and
reticular structures of the brain. Hypothalamus is of particular 
importance in this process [3]. The pathogenesis of stress disorders is 
related to immune disturbances, including a change in the cytokine 
profile of tissues [5]. Many negative consequences of stress develop by 
the end of an extreme load. The resistance to stress-induced 
dysfunction differs in various specimens [2]. Previous studies showed 
that behaviorally active animals (open-field test) are more resistant 
to stress than passive specimens [1].
This work was designed to study the cytokine profile of the 
hypothalamus in rats with different behavioral activity in the dynamics 
after acute stress load.
Experiments were performed on 75 male Wistar rats (body weight 
285.03.9 g). Depending on behavioral characteristics in the open field 
[1], the animals were divided into passive (n=37) and active specimens 
(n=38) with various indices of activity (0.460.02 and 4.500.50, 
respectively). The rats were randomized into 4 groups of passive
specimens and 4 groups of active specimens. Each group consisted of 810 animals. Two groups served as the control. Other rats were subjected 
to acute stress on the model of 12-h immobilization during the 
nighttime (21.00-9.00) [2]. The animals were decapitated immediately 
and 1 or 3 days after experimental stress. The contents of 
proinflammatory (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor [GMCSF], IL-1, IL-1, IL-2, IL-6, IFN-, and TNF-) and anti-inflammatory 
cytokines in hypothalamic tissues were measured on a Bio-Plex device. 
The significance of between-group differences was evaluated by 
nonparametric Wilcoxon test and Mann-Whitney test.

The basal level of IL-1, IL-2, and GM-CSF in hypothalamic tissues of 
behaviorally active specimens was lower than in passive rats (p<0.05). 
No significant differences were found in the amount of other cytokines 
in control animals.
Experimental stress was followed by significant changes in the 
concentration of proinflammatory cytokines in the hypothalamus. Passive 
rats were characterized by a decrease in the content of the following 
cytokines immediately after stress load (as compared to the baseline): 
GM-CSF (by 94.3%, p<0.05), IL-1 (by 87.7%, p<0.05), IL-1 (by 34.0%), IL2 (by 62.8%), IL-6 (by 45.4%), and IFN- (by 73.5%). The concentration of 
GM-CSF, IL-1 (p<0.01), IL-2, IL-6, and IFN- in these animals was shown to 
increase 1 day after stress (as compared to that in the previous period). 
On day 3 of observations, the level of IL-2 and IFN- in the hypothalamus 
was 97.3 (p<0.01) and 67.9% below the baseline, respectively. TNF-
concentration exceeded the baseline by more than 2 times (p<0.05). Changes 
in the content of proinflammatory cytokines in behaviorally active 
specimens were observed only for IL-2 (immediately after stress), IL-1, 
and IFN- (day 3). The concentration of these cytokines was 1.9-4.7 higher 
than the baseline value (p<0.01).
Acute stress in passive and active rats was accompanied by similar 
variations in the amount of an anti-inflammatory cytokine IL-10 in the 
hypothalamus (as compared to the baseline). The level of this cytokine 
increased immediately after stress (by 40.0 [p<0.05] and 98.5% 
[p<0.01], respectively), but decreased on days 1 (by 64.2 and 60.3%, 
respectively; p<0.05) and 3 (by 90.1 and 78.8%, respectively; p<0.01). 
The content of other anti-inflammatory cytokines increased under these 
conditions. These features were typical of IL-5 and IL-4 in active 
specimens (immediately and 3 days after stress, respectively), as well 
as of IL-5 in passive animals (day 1).
Therefore, immobilization during the nighttime is accompanied by a 
change in the cytokine profile of the hypothalamus. These variations 
are more pronounced in behaviorally passive rats than in active 
specimens. 
Passive 
animals 
exhibit 
the 
wave-like 
changes 
in 

proinflammatory cytokine level during the post-stress period. The 
concentration of most anti-inflammatory cytokines in the hypothalamus 
increases in various periods after stress load. These data complement 
the results of previous experiments, which demonstrate some features of 
a change in metabolic and behavioral parameters [2] and proteomic 
profile of CNS tissues in the dynamics after emotional stress [4]. Our 
findings 
illustrate 
a 
specific 
involvement 
of 
immunomodulatory 

cytokines in the systemic regulation of physiological functions and 
development of individual resistance to adverse consequences of a 
negative emotiogenic exposure.
REFERENCES
1.
E. V. Koplik, Vestn. Nov. Med. Tekhnol., 9, No. 1, 16-18 (2002).

2.
S. S. Pertsov, I. V. Alekseeva, E. V. Koplik, et al., Byull. Eksp. 

Biol. Med., 157, No. 1, 14-18 (2014).
3.
K. V. Sudakov, Selected Works. Volume 3. Emotions and Emotional 

Stress [in Russian], Moscow (2012). P. K. Anokhin Institute of Normal 
Physiology, Russian Academy of Medical Sciences.

4.
N. E. Sharanova, S. S. Pertsov, N. V. Kirbaeva, et al., Byull. 

Eksp. Biol. Med., 156, No. 11, 532-535 (2013).
5.
Yang P., Gao Z., Zhang H. et al., Neuropsychiatr. Dis. Treat., 11, 

597-607 (2015).
DOI:10.12737/12444

УДАЛЕНИЕ ХОЛЕСТЕРИНА УСИЛИВАЕТ СПОНТАННЫЙ ЭКЗОЦИТОЗ В НЕРВНО
МЫШЕЧНОМ СИНАПСЕ МЫШИ ЧЕРЕЗ МЕХАНИЗМ ЗАВИСИМЫЙ ОТ НАДФН
ОКСИДАЗЫ

Петров А.М., Касимов М.Р., Сычев В.И., Зефиров А.Л.

Кафедра нормальной физиологии Казанского государственного медицинского 

университета (зав. - чл.-корр. РАН А.Л. Зефиров)

fysio@rambler.ru

Ключевые слова: экзоцитоз, холестерин, активные формы кислорода, синапс
Удаление мембранного холестерина с помощью метил-β-циклодекстрина (МЦД) 
угнетает вызванный, но усиливает спонтанный экзоцитоз синаптических 
везикул [1-4]. Механизм этого феномена изучен недостаточно. In
vivo

снижение содержания холестерина может происходить в синаптических 
мембранах в результате усиления нейрональной активности [5]. В мозжечке 
активация ряда протеинкиназ вносит вклад в опосредованное МЦД усиление 
спонтанного экзоцитоза [4]. В нервно-мышечном синапсе лягушки нами было 
показано, что МЦД стимулирует NADPH-оксидазу, продуцирующую активные 
формы кислорода (АФК), которые стимулируют TRPV1-каналы. Вход Са2+ через 
эти каналы активирует фосфатазу PP2B, что частично отвечает за усиление 
спонтанного экзоцитоза [3]. В данном исследовании мы обнаружили роль 
пути 
NADPH-оксидаза/АФК/TRPV1-каналы 
в 
потенциации 
спонтанного 

экзоцитоза в двигательном нервном окончании мыши.
Методика исследования. Эксперименты проведены на диафрагмальной мышце в 
условиях перфузии раствором Кребса (24С, pH
7.4.). Для оценки 

спонтанного экзоцитоза регистрировали миниатюрные потенциалы концевой 
пластики 
(МПКП) 
и 
изменение 
свечения 
маркера 
FM1-43, 
который 

предварительно загружался в синаптические везикулы стимуляцией нерва 3 мин 20Гц [3]. За внутриклеточной продукцией АФК следили с помощью 
маркера H2DCF. Внеклеточный уровень H2O2 определяли, используя AmplexRed
reagent H2O2 assay kit. [Ca2+]i
измеряли с помощью индикатора Fluo-4AM. 

Результаты. Аппликация 1 мМ МЦД не изменяла частоту МПКП и не вызывала 
выгрузку FM1-43 из нервных окончаний. Однако в ответ на перфузию 10 мМ 
МЦД наблюдалось увеличение частоты МПКП, а FM1-43 начинал выходить из 
нервных окончаний. Это указывает на усиление спонтанного экзоцитоза. 
МЦД 1 мМ не изменял свечение H2DCF в синаптическом  регионе, тогда как в 
ответ на 10 мМ МЦД флуоресценция H2DCF быстро возрастала. Обработка 10 
мМ МЦД увеличивала концентрацию H2O2 во внеклеточной среде. Усиление 
флуоресценции H2DCF
и продукции H2O2, вызванные 10 мМ МЦД, полностью 

блокировались ингибиторами NADPH-оксидазы (200 мкМ апоцин, 1 мМ AEBSF), 
но не ингибитором митохондриального комплекса I (5 мкМ ротенон). Это 
указывает на быструю активацию NADPH-оксидазы при удалении холестерина. 
Для проверки участия АФК в усилении спонтанного экзоцитоза использовали