The effect of chronic emotional and physical stress on the neuroendocrine and immune systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the presented study was to characterize the developed model of chronic stress. Most of the currently existing models of chronic stress are long, laborious, hard to employ, and also difficult to reproduce, which leads to restrictions in their use. Daily swimming in cold water for 10 days model was proposed as a model of chronic stress. The described influence led to a significant involution of the thymus, an increase in the expression of the interleukin-4 (IL-4) and interleukin-6 (IL-6) genes in the thymus, and its decrease in the hypothalamus, a change in behavioral reactions, as well as a multiple increase in the blood concentration of corticosterone in the experimental animals. The data suggest that repeated swimming in cold water in experimental animals causes changes in the activity of the hypothalamic-pituitary-adrenal system, the immune system, and also demonstrate the possibility of using the presented model as a model of chronic stress.

About the authors

Irina A. Yankelevich

Institute of Experimental Medicine; Saint Petersburg State Chemical Pharmaceutical University

Author for correspondence.
Email: rina.yankelevich@pharminnotech.com
SPIN-code: 9249-6844

PhD in Biological Sciences, Senior Research Fellow, Assistant Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Tatyana A. Filatenkova

Institute of Experimental Medicine; Saint Petersburg State Chemical Pharmaceutical University

Email: lero269@gmail.com
SPIN-code: 4198-3636

Research Fellow

Russian Federation, Saint Petersburg

Mark V. Shustov

Saint Petersburg State Chemical Pharmaceutical University

Email: shustovmark99@gmail.com

Student

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Everly GS, Lating JM. A clinical guide to the treatment of the human stress response. New York: Springer; 2013. 456 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5538-7.
  2. Newton TL, Fernandez-Botran R, Lyle KB, et al. Salivary cytokine response in the aftermath of stress: An emotion regulation perspective. Emotion. 2017;17(6):1007-1020. https://doi.org/10.1037/emo0000156.
  3. Black PH. Central nervous system-immune system interactions: psychoneuroendocrinology of stress and its immune consequences. Antimicrob Agents Chemother. 1994;38(1):1-6. https://doi.org/10.1128/aac.38.1.1.
  4. Padgett DA, Glaser R. How stress influences the immune response. Trends Immunol. 2003;24(8):444-448. https://doi.org/10.1016/s1471-4906(03)00173-x.
  5. Tracey KJ. The inflammatory reflex. Nature. 2002;420(6917):853-859. https://doi.org/10.1038/nature01321.
  6. Kadmiel M, Cidlowski JA. Glucocorticoid receptor signaling in health and disease. Trends Pharmacol Sci. 2013;34(9):518-530. https://doi.org/10.1016/j.tips.2013.07.003.
  7. Webster JI, Tonelli L, Sternberg EM. Neuroendocrine regulation of immunity. Annu Rev Immunol. 2002;20:125-163. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.20.082401.104914.
  8. Haarman BC, Riemersma-Van der Lek RF, de Groot JC, et al. Neuroinflammation in bipolar disorder — A [(11)C]-(R)-PK11195 positron emission tomography study. Brain Behav Immun. 2014;40:219-225. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2014.03.016.
  9. Солодков А.П., Яцковская Н.М. Стресс, адаптация и цитокины // Фундаментальные и прикладные проблемы стресса: Материалы международной научно-практической конференции; Витебск, 10 июня 2010 г. – Витебск, 2010. – С. 13–19. [Solodkov AP, Yatskovskaya NM. Stress, adaptatsiya i tsitokiny. In: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference “Fundamental’nye i prikladnye problemy stressa”; Vitebsk; 10 Jun 2010. Vitebsk; 2010. P. 13-19. (In Russ.)]
  10. Abelson JL, Khan S, Liberzon I, Young EA. HPA axis activity in patients with panic disorder: review and synthesis of four studies. Depress Anxiety. 2007;24(1):66-76. https://doi.org/10.1002/da.20220.
  11. Старская И.С., Полевщиков А.В. Морфологические аспекты атрофии тимуса при стрессе // Иммунология. – 2013. – Т. 34. – № 5. – С. 271–277. [Starskaya IS, Polevshchikov AV. Morphological aspects of atrophy of the thymus under stress. Immunologiia. 2013;34(5):271-277. (In Russ.)]
  12. Vitkovic L, Bockaert J, Jacque C. “Inflammatory” Cytokines. J Neurochem. 2001;74(2):457-471. https://doi.org/10.1046/j.1471-4159.2000.740457.x.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The concentration of corticosterone (nmol/L) in the serum of experimental animals not exposed to stress, as well as after the application of chronic stress. * p < 0.05 in compare with intact animals

Download (32KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The mass of the thymus of animals after applying the model of chronic stress. * p < 0.05 in compar with intact animals

Download (29KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Expression of the genes IL-4 (a) and IL-6 (b) in the thymus of experimental animals that were not subjected to stress, as well as after the application of chronic stress. *p < 0.05 in compare with control animals

Download (108KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Expression of the IL-4 (a) and IL-6 (b) genes in the hypothalamus of experimental animals not subjected to stress, as well as after the application of chronic stress. * p < 0.05 in compare with control animals

Download (108KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Yankelevich I.A., Filatenkova T.A., Shustov M.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».