The response of the organisms to stressors involves activation of hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis. HPA axis activation is adaptive in the short term, but chronic exposure to stressful stimuli may lead to pathological changes, such as mood disorders. Although precise cause of deregulation of HPA axis due to stress exposure is still unknown, it is thought that may be associated with increased oxidative stress. Therefore, we examined and characterized HPA axis activity, by measuring the concentration of serum corticosterone (CORT) as marker of stress response, and mechanisms of regulations of antioxidative enzymes CuZnSOD and MnSOD, as biomarkers of oxidative stress, in the prefrontal cortex, hippocampus and liver of male Wistar rats exposed to acute, chronic and combined stress. The aim of this thesis is better understanding the biochemical and molecular mechanisms of action of antioxidative enzymes in the brain structures and liver of rats subjected to 21-day social isolation, that represent an animal model for depresion. Acute stressors of 2h immobilization or cold are used to indicate ’normal’ stress response, while combination of chronic and acute stress served as confirmation of maladaptive effect of chronic stress. Results showed increased concentration of serum CORT level in the animals exposed to acute immobilization or cold stress, while in animals expsosed to chronic isolation these values remain unchanged. However, significantly lower CORT level detected between animals exposed to combined and appropriate acute stress showed compromised HPA axis funcioning, caused by chronic social isolation, which has resulted in inadequate response to the novel stressful situations. Acute immobilization stress resulted in increased expression of MnSOD protein in mitochondria of both brain structures, while in animals acutely exposed to cold or chronic social isolation level of this protein remained unchanged. However, detected discrepancy between CuZnSOD and MnSOD activies and protein expression in the prefrontal cortex suggesting the possible state of oxidative stress. Additional acute stress decreased mitochondrial MnSOD protein level, which along with the increase in citosolnoj fraction and the release of cytochrome c indicate compromised integrity of the mitochondrial membrane in the prefrontal cortx. In the hippocampus decreased activity of mitochondrial MnSOD in combined stress was observed, but without effect on the integrity of the mitochondrial membrane. These results suggest inadequate antioxidant protection, and significantly higher susceptibility of prefrontal cortex to oxidative stress. During stress exposures changes of proteins involved in generation of nitric oxide (NO), molecule that may be involved in inactivation of antioxidative enzymes by formation of peroxinitrite, were detected. Given that nitric oxide synthase (NOS) catalyze NO production, protein expression of neuronal (nNOS) and inducible (iNOS) izoform in the cytosolic fraction of brain structures were determined. Additionaly, protein expression of inducible form of heat shock protein 70 (Hsp70i) was investigated, as this protein has protective role against oxidative stress by suppressing activation of nuclear transcriptional factor kappa beta (NF-kB) and consequently expression of iNOS gene. In both prefrontal cortex and hippocampus increased nNOS protein level was observed in all stressed groups, while chronic social isolation provoke iNOS increase only in the prefrontal cortex. Upregulation of hippocampal Hsp70i prevented NFkB activation and reduced iNOS protein expression. On the other hand, in the prefrontal cortex nuclear translocation of NF-kB, regulated by free radicals, was accompanied with iNOS increase. iNOS-generated NO provoked state of oxidative stress that led to initiation of proapoptotic cascade, measured through changes in p53, Bax, Bcl-2 and cytochrome c protein distribution between the cytosolic and mitochondrial fractions. p53 mitochondrial translocation followed by increased mitochondrial Bax/Bcl-2 ratio and cytochrome c release into cytosol in the prefrontal cortex but not hippocampus of animal exposed to chronic social isolation confirms proapoptotic signalling. Likewise, changes of hepatic antioxidative enzymes and increased NO level that may be the cause for decreased MnSOD activity in chronically isolated animals, indicate that chronic stress affects peripheral tissues as well. Obtained results indicate that prefrontal cortex and hippocampus have different susceptibillity to chronic social stress exposure. Oxidative and nitrosative stress may be involved in changes of protein expression and activity of antioxidative enzymes, and proapoptotic signalling in the prefrontal cortex, while upregulation of Hsp70i protect hippocampus from neurotoxicity. Given that 21-day chronic social isolation represent an animal model for depression, determined changes of the investigated molecules may indicate potential targets for antidepressant treatment. Aktivacija hipolamo-hipofizo-adrenalne (HHA) ose predstavlja jedan od odgovora organizma na izlaganje stresnim uslovima. Dok aktivacija HHA ose uzrokovana kratkotrajnim stresorima ima adaptivni karakter, hroničan stres može dovesti do brojnih patoloških promena među kojima su i poremećaji raspoloženja. Uzrok deregulacije HHA ose u stresnim uslovima još uvek nije u potpunosti utvrđen, a smatra se da može biti povezan sa i pojavom oksidativnog stresa. Stoga je ispitana i okarakterisana aktivnost HHA ose, merenjem koncentracije kortikosterona (CORT) kao markera stresnog odgovora, kao i mehanizmi regulacije antioksidativnih enzima CuZnSOD i MnSOD, kao biomarkera oksidativnog stresa, u uslovima akutnog, hroničnog i kombinovanog stresa u hipokampusu i prečeonoj kori mozga i jetri mužjaka pacova Wistar soja. Cilj ove teze je bio bolje razumevanje biohemijskih i molekularnih mehanizama delovanja antioksidativnih enzima u moždanim strukturama i jetri pacova nakon izlaganja 21-dnevnoj socijalnoj izolaciji, koja predstavlja jedan od životinjskih modela depresije. Akutno izlaganje imobilizaciji ili niskoj temperaturi u trajanju od 2 sata korišćeno je kao pokazatelj “normalnog“ odgovora na stres, dok je kombinacija hroničnog i akutnog stresa služila kao potvrda maladaptivnog efekta hroničnog stresa. Rezultati istraživanja su pokazali povećanu koncentraciju CORT-a u serumu životinja izloženih akutnim stresorima, dok su kod životinja izlaganih hroničnoj socijalnoj izolaciji vrednosti ostale nepromenjene. Međutim, značajno niža koncentracija CORT-a između životinja koje su izlagane kombinovanom i odgovarajućem akutnom stresu ukazala je na poremećaj u regulaciji HHA ose koji je izazvana hroničnom socijalnom izolacijom, a što je rezultovalo u neadekvatnm odgovoru na nove stresne situacije. Akutni stres imobilizacije doveo je do povećanja ekspresije MnSOD proteina u mitohondrijama obe moždane strukture, dok je kod životinja akutno izlaganih niskoj temperaturi ili hroničnom stresu izolacije nivo ovog proteina ostao nepromenjen. Međutim, aktivnosti CuZnSOD i MnSOD-a u prečeonoj kori nisu pratile detektovanu proteinsku ekspresiju ukazujući time na moguće stanje oksidativnog stresa. Dodatni akutni stres doveo je do opadanja nivoa MnSOD proteina u mitohondrijama prečeone kore, što uz istovremeno povećanje u citosolnoj frakciji kao i oslobađanje citohroma c može ukazati na narušavanje integriteta mitohondrijske membrane. U hipokampusu je zabeležena smanjena aktivnost mitohondrijske MnSOD u kombinovanom stresu, ali bez uticaja na integritet mitohondrijske membrane. Ovi rezultati ukazuju na neadekvatnu antioksidativnu zaštitu ali i znatno izraženije stanje oksidativnog stresa u prečeonoj kori u odnosu na hipokampus. Tokom izlaganja stresorima detektovane su promene na nivou proteina uključenih u produkciju azot oksida (NO), koji stvaranjem peroksinitrita može dovesti do promena na nivou antioksidativnih enzima. Obzirom da enzim azot oksid sintaza (NOS) biokatalizuje produkciju NO, odredjivana je proteinska ekspresija neuronalne (nNOS) i inducibilne (iNOS) forme ovog enzima u citosolu moždanih struktura pacova izlaganih navedenim stresnim uslovima. Takodje, odredjivana je i proteinska ekspresija inducibilne forme proteina toplotnog stresa 70 (eng. Heat shock protein 70-Hsp70i), koji ima značajnu ulogu u zaštiti ćelija od oksidativnog stresa suzbijanjem aktivacije jedarnog transkripcionog faktora kapa beta (NF-kB), što može dovesti do supresije gena za iNOS. U obe moždane strukture povećan nivo nNOS proteina zapažen je kod svih stresiranih životinja, dok je hronična socijalna izolacija dovela do porasta iNOS-a samo u prečeonoj kori. Povećanje nivoa Hsp70i u hipokampusu imalo je protektivni efekat, sprečavajući aktivaciju NF-kB a time i ekspresiju iNOS proteina. U suprotnom, u prečeonoj kori prelazak NFkB iz citosola u jedro, koji je regulisan od strane slobodnih radikala, doveo je do povećanja nivoa iNOS proteina. NO nastao na ovaj način uzrokovao je pojačan oksidativni stres a time i aktivaciju proapoptotske signalizacije, merene na osnovu promena nivoa proteina p53, proapoptotskog Bax-a i antiapoptotskog Bcl-2, kao i citohroma c, izmedju citosolne i mitohondrijske frakcije. Prelazak p53 iz citosolne u motohondrijsku frakciju, praćen povećanjem odnosa Bax/Bcl-2 i izlaskom citohroma c iz mitohondrija u citosol potvrđuje pokrenutu proapoptotsku signalizaciju u prečeonoj kori ali ne i hipokampusu životinja izloženih hroničnom stresu izolacije. Takodje, uočene promene na nivou ovih antioksidativnih enzima kao i povećani nivo NO u jetri koji može biti uzrok smanjene aktivnosti MnSOD, doveli su do zaključka da hroničan stres socijalne izolacije utiče i na periferno tkivo. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da prečeona kora i hipokampus imaju različitu osetljivost na izlaganje hroničnom stresu socijalne izolacije. Stanje oksidativnog i nitrozativnog stresa može dovesti do promena u regulaci