Kazan medical journalKazan medical journalКазанский медицинский журнал0368-48142587-9359Eco-Vector64218110.17816/KMJ642181XMTQTKTheoretical and clinical medicineТеоретическая и клиническая медицинаResearch ArticleHormonal and immunological changes under complex stress in patients with different predominant temperamental activityИзменение гормональных и иммунологических показателей под воздействием комплексной нагрузки у пациентов с разным типом преобладающей темпераментальной активности不同类型的普遍情绪活动患者复杂应激影响下激素和免疫学参数的变化https://orcid.org/0000-0003-3809-36398375-5018VolkovaElena V.ВолковаЕлена Вениаминовна
Russian Federation

Dr. Sci. (Psychology), Chief Research Associate, Head, V.N. Druzhinin Laboratory of Psychology of Abilities and Mental Resources

д-р психол. наук, главный научный сотрудник, заведующая, лаб. психологии способностей и ментальных ресурсов им. В.Н. Дружинина

volkovaev@ipran.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5451-07257244-9678KuvaevaIrina O.КуваеваИрина Олеговна
Russian Federation

Cand. Sci. (Psychology), Research Associate, V.N. Druzhinin Laboratory of Psychology of Abilities and Mental Resources, Assistant Professor, Depart. of Developmental and Educational Psychology of the Department of Psychology

канд. психол. наук, научный сотрудник, лаб. психологии способностей и ментальных ресурсов им. В.Н. Дружинина, доцент, каф. возрастной и педагогической психологии департамента психологии

irina.kuvaeva@urfu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6144-60361397-5213VarlamovAndrey V.ВарламовАндрей Витальевич
Russian Federation

Specialist, Centre of Practical Psychology, Junior Research Associate, Druzhinin Laboratory of Psychology of Abilities and Mental Resources

специалист, Центр практической психологии, младший научный сотрудник, лаб. психологии способностей и ментальных ресурсов им. В.Н. Дружинина

andrey.varlamov.62@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6225-62885318-5587VolkovaNatalia E.ВолковаНаталья Эдуардовна
Russian Federation

Junior Research Associate, Druzhinin Laboratory of Psychology of Abilities and Mental Resources

младший научный сотрудник, лаб. психологии способностей и ментальных ресурсов им. В.Н. Дружинина

volkovane@ipran.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3432-00561257-9376DokuchaevDenis A.ДокучаевДенис Александрович
Russian Federation

Junior Research Associate, Druzhinin Laboratory of Psychology of Abilities and Mental Resources

младший научный сотрудник, лаб. психологии способностей и ментальных ресурсов им. В.Н. Дружинина

dokuchaevda@ipran.ruInstitute of Psychology of the Russian Academy of SciencesИнститут психологии Российской академии наукUral Federal University named after the first President of Russia B.N. YeltsinУральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. ЕльцинаRyazan State Medical UniversityРязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова300720250510202510657447542311202405052025Copyright ©; 2025, Eco-VectorCopyright ©; 2025, Эко-ВекторCopyright ©; 2025,2025Eco-VectorЭко-Векторhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/642181

BACKGROUND: To prevent various diseases and develop personalized treatment strategies, data are required on the immunological and hormonal changes under complex stress in respondents with different temperamental activity.

AIM: To study hormonal and immunological changes in respondents with different temperamental activity under complex stress.

METHODS: A total of 251 volunteers were examined (46% male, mean age 35.80 ± 9.48 years). Experimental groups were created by the ratio of different types of temperamental activity, i.e. psychomotor (n = 75), intellectual (n = 59), and communicative (n = 88). Venous blood samples were drawn before and after a complex stress, including psychomotor, intellectual, and communication tests. We assessed hormone levels (cortisol, epinephrine, norepinephrine, serotonin, and dopamine), genotypes (BDNF, COMT), and cytokines (IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α). Statistical tests included Pearson chi-square test, Wilcoxon signed-rank test (W test), Mann–Whitney test (U test), Kruskal–Wallis test (H test), and Spearman’s rank correlation coefficient.

RESULTS: Complex stress in respondents with a predominantly psychomotor temperamental activity is associated with a decrease in serum cortisol (W = 6.187, p < 0.001) and an increase in epinephrine (W = 4.349, p < 0.002) and IL-4 (W = 3.601, p < 0.01). Changes in cortisol correlate with changes in norepinephrine (rs = 0.318, p = 0.006). Changes in serotonin negatively correlate with changes in IL-6 (rs = −0.324, p = 0.005). Changes in IL-6 correlate with changes in TNFα (rs = 0.424, p < 0.001). IL-6 decreases from 21.6 to 2.8 pg/ml (W = 2.525, p = 0.012). Complex stress in respondents with a predominantly intellectual temperamental activity is associated with a decrease in serum cortisol (W = 5.174, p < 0.001) and an increase in norepinephrine (W = 3.049, p < 0.002) and IL-4 (W = 2.582, p < 0.01). Changes in epinephrine correlate with changes in norepinephrine (rs = 0.382, p = 0.003) and dopamine (rs = 0.325, p = 0.012). Changes in serotonin negatively correlate with changes in IL-6 (rs = 0.264, p = 0.044). IL-10 decreases from 6.4 to 5.9 pg/ml (W = 3.313, p < 0.001). Complex stress in respondents with a predominantly communicative temperamental activity is associated with a decrease in cortisol (W = 7.914, p < 0.001) and an increase in norepinephrine (W = 3.318, p < 0.002) and IL-4 (W = 4.238, p < 0.01). Changes in epinephrine is associated with changes in norepinephrine (rs = 0.215, p = 0.045) and cortisol (rs = 0.239, p = 0.026). IL-10 decreases from 7.1 to 6.2 pg/ml (W = 5.449, p < 0.001).

CONCLUSION: We identified special hormonal and immunological changes in the blood serum under complex stress in respondents with different predominant temperamental activity.

Обоснование. Для профилактики возникновения различных заболеваний и разработки персонифицированных стратегий их лечения необходимы данные об изменении состояния иммунной и гормональных систем под воздействием комплексной нагрузки у респондентов с разной темпераментальной активностью.

Цель исследования. Изучить изменения гормональных и иммунологических показателей у респондентов с разной темпераментальной активностью под влиянием комплексной нагрузки.

Методы. Обследован 251 доброволец (46% мужчин, средний возраст — 35,80±9,48 года). Группы сравнения формировали на основании соотношения разных типов активности в структуре темперамента: психомоторной (n=75), интеллектуальной (n=59) и коммуникативной (n=88). Венозную кровь собирали до и после комплексной нагрузки, включающей психомоторные, интеллектуальные и коммуникативные пробы. Оценивали уровни гормонов (кортизол, адреналин, норадреналин, серотонин, дофамин), генотипов генов (BDNF, COMT), цитокинов (IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α). Критерии статистической обработки данных: хи-квадрат Пирсона, W-критерий Уилкоксона, U-критерий Манна–Уитни, H-критерий Краскела–Уоллиса и коэффициент корреляции Спирмена.

Результаты. Комплексная нагрузка у респондентов с преобладающей психомоторной активностью темперамента сопровождается снижением уровня кортизола в сыворотке крови (W=6,187, p <0,001), ростом уровня адреналина (W=4,349, p <0,002) и IL-4 (W=3,601, p <0,01). Изменение уровня кортизола коррелирует c изменением уровня норадреналина (rs=0,318, p=0,006). Изменение уровня серотонина отрицательно коррелирует с изменением уровня IL-6 (rs=−0,324, p=0,005). Изменение уровня IL-6 коррелирует с изменением уровня TNF-α (rs=0,424, p <0,001). Уровень IL-6 снижается с 21,6 до 2,8 пг/мл (W=2,525, p=0,012). Комплексная нагрузка у респондентов с преобладающей интеллектуальной активностью темперамента сопровождается снижением уровня кортизола (W=5,174, p <0,001), ростом уровня норадреналина (W=3,049, p <0,002) и уровня IL-4 (W=2,582, p <0,01). Изменение уровня адреналина коррелирует c изменением уровня норадреналина (rs=0,382, p=0,003) и уровня дофамина (rs=0,325, p=0,012). Изменение уровня серотонина отрицательно коррелирует с изменением уровня IL-4 (rs=0,264, p=0,044). Уровень IL-10 снижается с 6,4 до 5,9 пг/мл (W=3,313, p <0,001). Комплексная нагрузка у респондентов с преобладающей коммуникативной активностью темперамента сопровождается снижением уровня кортизола (W=7,914, p <0,001), ростом уровня норадреналина (W=3,318, p <0,002) и уровня IL-4 (W=4,238, p <0,01); изменение уровня адреналина сопряжено c изменением уровня норадреналина (rs=0,215, p=0,045) и уровня кортизола (rs=0,239, p=0,026), уровень IL-10 снижается с 7,1 до 6,2 пг/мл (W=5,449, p <0,001).

Заключение. Установлены особенности изменений уровня гормональных и иммунологических показателей в сыворотке крови под воздействием комплексной нагрузки у респондентов с разной преобладающей темпераментальной активностью.

论证：为了预防各种疾病的发生并制定个性化治疗策略，需要有关具有不同气质活动的受访者在复杂压力影响下免疫和激素系统状态变化的数据。

目的：研究在复杂压力影响下具有不同气质活动的受访者的激素和免疫学参数的变化。

方法：检查了251名志愿者（46％男性，平均年龄—35.80±9.48岁）。比较组是根据气质结构中不同类型活动的比例形成的：精神运动（n=75），智力（n=59）和交际（n=88）。在复杂运动之前和之后收集静脉血，包括精神运动，智力和交际测试。评估了激素（皮质醇，肾上腺素，去甲肾上腺素，血清素，多巴胺），基因型（BDNF，COMT），细胞因子（IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α）的水平。统计数据处理的标准：皮尔森卡方、威尔科森W-检验、曼-惠特尼U–检验、克拉斯克尔至瓦利斯H–检验和斯皮尔曼相关系数。

结果：具有气质的主要精神运动活动的受访者的复杂压力伴随着血清皮质醇水平降低（W=6.187，p <0.001），肾上腺素水平增加（W=4.349，p <0.002）和IL-4（W=3.601，p <0.01）。皮质醇水平的变化与去甲肾上腺素水平的变化相关（rs=0.318，p=0.006）。血清素水平的变化与IL-6水平的变化呈负相关（rs=-0.324，p=0.005）。IL-6水平的变化与TNF-α水平的变化相关（rs=0.424，p <0.001）。IL-6的水平从21.6降至2.8pg/ml（W=2.525，p=0.012）。具有主要智力活动气质的受访者的复杂压力伴随着皮质醇水平降低（W=5.174，p <0.001），去甲肾上腺素水平增加（W=3.049，p <0.002）和IL-4水平（W=2.582，p <0.01）。肾上腺素水平的变化与去甲肾上腺素水平（rs=0.382，p=0.003）和多巴胺水平（rs=0.325，p=0.012）的变化相关。血清素水平的变化与IL-4水平的变化呈负相关（rs=0.264，p=0.044）。IL-10的水平从6.4降低到5.9pg/ml（W=3.313，p <0.001）。具有主要气质交际活动的受访者的复杂负荷伴随着皮质醇水平的降低（W=7.914，p <0.001），去甲肾上腺素水平的增加（W=3.318，p <0.002）和IL-4水平（W=4.238，p <0.01）;皮质醇水平（rs=0.239，p=0.026），IL-10水平从7.1降至6.2pg/ml（w=5.449，p <0.001）。

结论：已经建立了具有不同普遍喜怒无常活动的受访者在复杂压力影响下血清中激素和免疫学参数水平变化的特殊性。

personalized medicinepredominant temperamental activitystress hormonescytokinesbrain-derived neurotrophic factorcatechol-O-methyltransferasecomplex stressперсонализированная медицинадоминирующая темпераментальная активностьгормоны стрессацитокинынейротрофический фактор мозгакатехол-О-метилтрансферазакомплексная нагрузка个体化药物显性气质活性应激激素细胞因子脑神经营养因子儿茶酚-O-甲基转移酶复合应激Russian Science FoundationРоссийский научный фонд23-18-00293Petrov AN, Kurakova NG, Son IM. Analysis of the problems of implementing the priority direction "personalized medicine" in the format of a full-cycle project. Economics of Science. 2017;3(2):74–88. doi: 10.22394/2410-132x-2017-3-2-74-88 EDN: ZELOSHShlyakhto EV, Konradi AO. Personalized medicine. History, current state of the problem and implementation prospects. Russian Journal of Personalized Medicine. 2021;1(1):6–20. EDN: ISXQRMRobbins TW. Opinion on monoaminergic contributions to traits and temperament. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2018;373(1744):20170153. doi: 10.1098/rstb.2017.0153Delvecchio G, Bellani M, Altamura AC, Brambilla P. The association between the serotonin and dopamine neurotransmitters and personality traits. Epidemiol Psychiatr Sci. 2016;25(2):109–112. doi: 10.1017/S2045796015001146Licht CL, Mortensen EL, Hjordt LV, et al. Serotonin transporter gene (SLC6A4) variation and sensory processing sensitivity-Comparison with other anxiety-related temperamental dimensions. Mol Genet Genomic Med. 2020;8(8):e1352. doi: 10.1002/mgg3.1352 EDN: ZLIHHHKuvaeva IO, Volkova EV. Neurochemical markers of coping intelligence. Kazan Medical Journal. 2024;105(2):260–271. doi: 10.17816/kmj623568 EDN: HSPMTRRusalov VM, Dudin SI. Temperament and intelligence: theoretical and experimental studies. Moscow: Nauka; 2024. 280 p. (In Russ.)Rusalov VM. Some Theoretical Problems of Constructing of a Special Theory of Human Individuality. Natural Systems of Mind. 2022;2(1):68–81. doi: 10.38098/nsom_2022_02_01_08 EDN: MOTBVJKuvaeva IO, Volkova EV. Biochemical Correlates of Individual Differences in Coping Intelligence. Natural Systems of Mind. 2022;2(2):18–34. doi: 10.38098/nsom_2022_02_02_03 EDN: IDTEHYHippocrates. Epidemics. In: Ethics and General Medicine. Book 1, Part 3. Saint Petersburg: Azbuka; 2001. P. 224–235. (In Russ.)Galen K. On the fact that the best doctor is also a philosopher. In: Galen: Doctor and Philosopher. Balalykin DA, Shcheglov AP, Shok NP, editors. Moscow: Academic Publishing Center "Science" of the Russian Academy of Sciences; 2014. P. 406. (In Russ.)Sechenov IM, Pavlov IP, Vvedensky NE. Reflexes of the brain. In: Physiology of the nervous system. Selected works. Bykova KM, editor. Moscow: State Publishing House of Medical Literature; 1952. P. 143–211. (In Russ.)Pavlov IP. Selected Works. Moscow: Publishing House of the Academy of Pedagogical Sciences of the RSFSR; 1951. 616 p. (In Russ.)Teplov BM. Problems of individual differences. Moscow: Prosveshchenie; 1961. 536 p. (In Russ.)Nebylitsyn VN. Psychophysiological studies of individual differences. Moscow: Nauka; 1976. 336 p. (In Russ.)Rusalov VM. Temperament in the structure of human individuality: Differential-psychophysiological and psychophysiological studies. Moscow: Institute of Psychology of the Russian Academy of Sciences; 2012. 528 p. (In Russ.)Volkova EV, Kalugin AYu, Rusalov VM. Personality Traits, Attitudes to Life and Patterns of Behavior. Natural System of Mind. 2022;2(1):31–46. doi: 10.38098/nsom_2022_02_01_03 EDN: VTKXQVAlmayev NA, Murasheva OV, Petrovich DL. Rusalov STQ-150 and Rusalov-Trofimova STQ-77 in Relation to the EEG Spectral Power. Natural Systems of Mind. 2024;4(1). doi: 10.38098/nsom_2024_04_01_02Dokuchaev DA. Features of the EEG Power Spectrum when Solving Problems in Respondents with Different Dominant Temperamental Activity. Natural Systems of Mind. 2024;4(1). doi: 10.38098/nsom_2024_04_01_06Cloninger CR, Svrakic DM, Przybeck TR. A psychobiological model of temperament and character. Arch Gen Psychiatry. 1993;50(12):975-90. doi: 10.1001/archpsyc.1993.01820240059008Gray JA. The neuropsychology of temperament. In: Explorations in temperament: International perspectives on theory and measurement. Strelau J, Angleitner A, editors. New York: Plenum Press; 1991. P. 105–128. doi: 10.1007/978-1-4899-0643-4_8Netter P. Biochemical variables in the study of temperament. In: Explorations in temperament: International perspectives on theory and measurement. Strelau J, Angleitner A, editors. New York: Plenum Press; 1991. P. 147–161. doi: 10.1007/978-1-4899-0643-4_10Trofimova IN, Gaykalova AA. Emotionality vs. Other Biobehavioural Traits: A Look at Neurochemical Biomarkers for Their Differentiation. Front Psychol. 2021;12:781631. doi: 10.3389/fpsyg.2021.781631 EDN: AQONJGTrofimova I. Contingent Tunes of Neurochemical Ensembles in the Norm and Pathology: Can We See the Patterns? Neuropsychobiology. 2021;80(2):101–133. doi: 10.1159/000513688 EDN: YMRLLXSulis W. The Continuum from Temperament to Mental Illness: Dynamical Perspectives. Neuropsychobiology. 2021;80(2):134–146. doi: 10.1159/000509572 EDN: VYMOSGHill MN, Campolongo P, Yehuda R, Patel S. Integrating Endocannabinoid Signaling and Cannabinoids into the Biology and Treatment of Posttraumatic Stress Disorder. Neuropsychopharmacology. 2018;43(1):80–102. doi: 10.1038/npp.2017.162Dinan TG, Cryan JF. Microbes, Immunity, and Behavior: Psychoneuroimmunology Meets the Microbiome. Neuropsychopharmacology. 2017;42(1):178–192. doi: 10.1038/npp.2016.103Ménard C, Pfau ML, Hodes GE, Russo SJ. Immune and Neuroendocrine Mechanisms of Stress Vulnerability and Resilience. Neuropsychopharmacology. 2017;42(1):62–80. doi: 10.1038/npp.2016.90Tokarev AR. Neuro-cytokine mechanisms of acute stress (literature review). Bulletin of new medical technologies. 2019;(3):194–204. doi: 10.24411/2075-4094-2019-16469.35 EDN: ZRWOZPRaison CL, Miller AH. Pathogen-Host Defense in the Evolution of Depression: Insights into Epidemiology, Genetics, Bioregional Differences and Female Preponderance. Neuropsychopharmacology. 2017;42(1):5–27. doi: 10.1038/npp.2016.194Popkov IG, Aybazova AM, Lotsmer AA, et al. Features of temperament changes in laboratory rats with mild and severe inflammation. In: Proceedings of the 75th open scientific and practical conference of young scientists and students of VolGMU with international participation "Actual problems of experimental and clinical medicine". April 19–22, 2017. 571 p. (In Russ.)Notaras M, van den Buuse M. Neurobiology of BDNF in fear memory, sensitivity to stress, and stress-related disorders. Mol Psychiatry. 2020;25(10):2251–2274. doi: 10.1038/s41380-019-0639-2 EDN: RFTXRBCarta A, Vainieri I, Rommel AS, et al. Temperament Dimensions and Awakening Cortisol Levels in Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder. Front Psychiatry. 2022;13:803001. doi: 10.3389/fpsyt.2022.803001 EDN: THYNBETrofimova I, Sulis W. There is more to mental illness than negative affect: comprehensive temperament profiles in depression and generalized anxiety. BMC Psychiatry. 2018;18(1):125. doi: 10.1186/s12888-018-1695-x EDN: VIELXRRusalov VM, Volkova NE. A Test "Elementary Logical Operations": Psychometric Characteristics on The Russian Sample. Natural Systems of Mind. 2021;1(1):48–58. doi: 10.38098/nsom_2021_01_03_05 EDN: ELNGOWRaven JK, Kort JH, Raven J. Manual for Raven's Progressive Matrices and Vocabulary Scales. Section 3. Standard Progressive Matrices. Moscow: "Cogito-Center"; 2012. 144 p. (In Russ.)Nikitin NB. Intellectual games. Obninsk: Svetovid; 2009. P. 80–104. (In Russ.)Yasyukova LA. Rosenzweig's Frustration Test. Diagnostics of reactions in conflict situations: methodological guide, 7th edition, revised and supplemented. Saint Petersburg: IMATON; 2021. 128 p. (In Russ.)Teplyakova OV, Kuvaeva IO, Volkova EV. Stress, inflammation and coping strategies - association with rheumatological pathology. Kazan Medical Journal. 2023;104(6):885–895. doi: 10.17816/KMJ568607 EDN: WPLTVGBorg GA. Psychophysical bases of perceived exertion. Medicine and Science in Sports and Exercise. 1982;14:377–381.Workshop on Engineering Psychology and Ergonomics: a textbook for students of higher educational institutions. Moscow: Academy; 2003. P. 139–141. (In Russ.)Lavrov OV, Pyatin VF, Shirolapov IV. Adaptive changes in cardiovascular system parameters and serum levels of a number of hormones under examination stress. Kazan Medical Journal. 2012;93(3):461–464. doi: 10.17816/KMJ1868 EDN: OYVDCZStenvinkel P, Ketteler M, Johnson RJ, et al. IL-10, IL-6, and TNF-alpha: central factors in the altered cytokine network of uremia — the good, the bad, and the ugly. Kidney Int. 2005;67(4):1216–1233. doi: 10.1111/j.1523-1755.2005.00200.xDanese A, J Lewis S. Psychoneuroimmunology of Early-Life Stress: The Hidden Wounds of Childhood Trauma? Neuropsychopharmacology. 2017;42(1):99–114. doi: 10.1038/npp.2016.198 EDN: XTGOTJMiller R, Kirschbaum C. Trier Social Stress Test. In book: Encyclopedia of Behavioral Medicine. Springer, 2013. doi: 10.1007/978-3-642-36172-2_53Petrushkina NA, Simonova NA, Bykov EV, Kolomiets OI. Immunology of sports (literature review). Scientific and sports bulletin of the Urals and Siberia. 2019;3(23):21–37. (In Russ.)Waldman AV, Kozlovskaya MM, Medvedev OS. Pharmacological regulation of emotional stress. Moscow: Meditsina; 1979. 360 p. (In Russ.)Vodovotz Y, Arciero J, Verschure PFMJ, Katz DL. A multiscale inflammatory map: linking individual stress to societal dysfunction. Front Sci. 2024;1:1239462. doi: 10.3389/fsci.2023.1239462 EDN: KCWDQT