Serum serotonin

Referanseverdier (normer) for serotoninkonsentrasjon i blodserum hos voksne er 0,22–2,05 μmol/l (40–80 μg/l); i fullblod - 0,28–1,14 μmol/l (50–200 ng/ml).

Serotonin (oksytryptamin) er et biogent amin som hovedsakelig finnes i blodplater. Opptil 10 mg serotonin sirkulerer i kroppen til enhver tid. Fra 80 til 95 % av den totale mengden serotonin i kroppen syntetiseres og lagres i enterokromaffincellene i mage-tarmkanalen. Serotonin dannes fra tryptofan som et resultat av dekarboksylering. I enterokromaffincellene i mage-tarmkanalen adsorberes mesteparten av serotoninet av blodplater og går over i blodomløpet. Dette aminet er lokalisert i store mengder i en rekke deler av hjernen, det er mye av det i mastceller i huden, og det finnes i mange indre organer, inkludert forskjellige endokrine kjertler.

Serotonin forårsaker blodplateaggregering og polymerisering av fibrinmolekyler; ved trombocytopeni kan det normalisere tilbaketrekning av blodpropp. Det har en stimulerende effekt på den glatte muskulaturen i blodårer, bronkioler og tarmer. Ved å stimulere den glatte muskulaturen, innsnevrer serotonin bronkiolene, noe som forårsaker økt tarmperistaltikk, og ved å vasokonstrikere det nyrevaskulære nettverket fører det til redusert diurese. Serotoninmangel ligger til grunn for funksjonell tarmobstruksjon. Serotonin i hjernen har en deprimerende effekt på funksjonen til reproduksjonssystemet som involverer pinealkjertelen.

Den mest studerte metaboliseringsveien for serotonin er omdannelsen til 5-hydroksyindoleddiksyre via monoaminoksidase. Denne metaboliseringsveien metaboliserer 20–52 % av serotonin i menneskekroppen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Sykdommer og tilstander der konsentrasjonen av serotonin i blodserumet endres

Serotonin er forhøyet

• Metastaser av abdominalkreft.
• Medullær skjoldbruskkreft.
• Dumpingsyndrom.
• Akutt tarmobstruksjon.
• Cystisk fibrose.
• Hjerteinfarkt.

Karsinoid syndrom er en sjelden sykdom forårsaket av økt sekresjon av serotonin fra karsinoid, som i mer enn 95 % av tilfellene er lokalisert i mage-tarmkanalen ( blindtarm - 45,9 %, ileum - 27,9 %, endetarm - 16,7 %), men kan være lokalisert i lunger, blære osv. Karsinoid utvikler seg fra argyrofile celler i tarmkrypter. Sammen med serotonin produserer karsinoid histamin, bradykinin og andre aminer, samt prostaglandiner. Alle karsinoider er potensielt ondartede. Risikoen for malignitet øker etter hvert som svulstens størrelse øker.

Konsentrasjonen av serotonin i blodet ved karsinoid syndrom øker med 5–10 ganger. Hos friske personer brukes bare 1 % tryptofan til å syntetisere serotonin, mens hos pasienter med karsinoid – opptil 60 %. Økt syntese av serotonin i en svulst fører til en reduksjon i syntesen av nikotinsyre og utvikling av symptomer spesifikke for vitamin PP-mangel (pellagra). Et stort antall serotoninmetabolismeprodukter – 5-hydroksyindoleddiksyre og 5-hydroksyindoleddiksyre – påvises i urinen hos pasienter med ondartet karsinoid. Utskillelse av 5-hydroksyindoleddiksyre i urinen, som overstiger 785 μmol/dag (normen er 10,5–36,6 μmol/dag), anses som et prognostisk ugunstig tegn. Etter radikal kirurgisk fjerning av karsinoiden normaliseres konsentrasjonen av serotonin i blodet og utskillelsen av dets metabolske produkter med urin. Fravær av normalisering av utskillelsen av serotoninmetabolismeprodukter indikerer at operasjonen ikke var radikal eller at det var metastaser tilstede. En viss økning i serotoninkonsentrasjonen i blodet kan også forekomme ved andre mage-tarmsykdommer.

Serotonin er redusert

• Downs syndrom
• Ubehandlet fenylketonuri

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Effekten av serotonin på stoffskiftet

Ved sjokk øker innholdet av serotonin i alle organer betydelig, mens aminets metabolisme forstyrres og innholdet av metabolittene øker.

Mekanismer for å øke innholdet av serotonin og histamin i vev

Mekanisme	Faktorer som forårsaker dem
Degranulering av mastceller, intestinale enterokromaffinceller; frigjøring av aminer	Lavmolekylære stoffer (monoaminer, diaminer, aromatiske aminer), makromolekylære stoffer (giftstoffer, toksiner, antigen-antistoffkompleks, pepton, anafylaktin)
Intensifisering av katabolisme, proteolyse, autolyse	Endring, overskudd av glukokortikoider, skjoldbruskkjertelhormoner, økt aktivitet av proteolytiske enzymer, hypoksi
Økt aktivitet av bakterievev mitokondrietryptofan og histidindekarboksylase	Overskudd av mineralokortikoid, glukokortikoidmangel, adrenalinoverskudd og noradrenalinmangel
Redusert aktivitet av mitokondrielle mono- og diaminoksidaser	Overskudd av kortikosteroider, økt konsentrasjon av biogene aminer (substrathemming), nedsatt syre-base-balanse, hypoksi, hypotermi
Omfordeling fra depotkropper	Forstyrrelse av mikrosirkulasjonen i hud, lunger, mage-tarmkanal

Serotonin påvirker ulike typer metabolisme, men hovedsakelig bioenergetiske prosesser, som forstyrres betydelig i sjokk. Serotonin forårsaker følgende endringer i karbohydratmetabolismen: økt aktivitet av lever-, myokard- og skjelettmuskulaturfosforylaser, redusert glykogeninnhold i dem, hyperglykemi, stimulering av glykolyse, glukoneogenese og oksidasjon av glukose i pentosefosfatsyklusen.

Serotonin øker oksygentrykket i blodet og vevets forbruk. Avhengig av konsentrasjonen hemmer det enten respirasjon og oksidativ fosforylering i mitokondriene i hjertet og hjernen, eller stimulerer dem. En betydelig (2-20 ganger) økning i serotonininnholdet i vev fører til en reduksjon i intensiteten av oksidative prosesser. I en rekke organer (nyrer og lever), der de bioenergetiske prosessene er mest svekket i sjokk, økes serotonininnholdet spesielt betydelig (16-24 ganger). Serotonininnholdet i hjernen økes i mindre grad (2-4 ganger), og energiprosessene i den forblir på et høyt nivå i lang tid. Effekten av serotonin på aktiviteten til individuelle ledd i respirasjonssystemet i sjokk er ikke den samme i forskjellige organer. Hvis det i hjernen øker aktiviteten til NADH2 og reduserer aktiviteten til succinatdehydrogenase (SDH), øker det i leveren aktiviteten til SDH og cytokromoksidase. Mekanismen for enzymaktivering forklares av effekten av serotonin på adenylatcyklase med påfølgende dannelse av cAMP fra ATP. Det antas at cAMP er en intracellulær mediator av serotoninvirkning. Innholdet av serotonin i vev korrelerer med aktivitetsnivået til energienzymer (spesielt med SDH og lever-ATPase). Aktivering av SDH av serotonin i sjokk er av kompenserende natur. Imidlertid fører overdreven akkumulering av serotonin til at naturen til dette forholdet blir invers, mens aktiviteten til SDH avtar. Begrensning av bruken av ravsyre som et oksidasjonsprodukt reduserer energikapasiteten til nyrene i sjokk betydelig. Etter hvert som sjokk utvikler seg, oppstår det en sammenheng mellom mengden serotonin i nyrene og aktiviteten til LDH, dette indikerer en endring i den aktiverende effekten av serotonin fra bruk av succinat (under fysiologiske forhold) til forbruk av laktat på grunn av hemming av SDH, som er en adaptiv reaksjon.

I tillegg påvirker serotonin innholdet og metabolismen av purinnukleotider, og økningen i nivået av disse i mitokondriene stimulerer ATP-omsetningshastigheten. Serotonin danner et reversibelt dissosierende micellært kompleks med ATP. En reduksjon i serotonininnholdet i celler korrelerer med en reduksjon i ATP-nivået i dem.

Opphopning av serotonin under sjokk er til en viss grad assosiert med endringer i ATP-innholdet. Samtidig kan ikke tilstedeværelsen av andre former for intracellulær serotoninforbindelse med proteiner, lipider, polysakkarider og divalente kationer, hvis nivå i vev også endres under sjokk, utelukkes.

Serotonins deltakelse i intracellulære energiprosesser består ikke bare i dannelsen av energi, men også i frigjøringen med deltakelse av ATP-hydrolaser. Serotonin aktiverer Mg-ATPase. Økt aktivitet av levermitokondrier (ATPase) i sjokk kan også være et resultat av økte serotoninnivåer.

Dermed kan akkumulering av serotonin i kroppsvevet under sjokk aktivt påvirke metabolismen av karbohydrater i glykolytiske og pentosesykluser, respirasjon og tilhørende fosforylering, akkumulering og bruk av energi i celler. Den molekylære mekanismen for serotonins virkning medieres av bevegelsen av ioner langs membranen.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Effekten av serotonin på organfunksjoner

Serotonins virkning på systemisk nivå består i dets spesifikke innflytelse på den funksjonelle tilstanden til mange organer. Intraventrikulær administrering av serotonin i doser nær sjokkdoser og intravenøs administrering av b-oksytryptofan (som lett trenger inn i blod-hjerne-barrieren og omdannes til serotonin i hjernen) forårsaker faseendringer i hjernens bioelektriske aktivitet, karakteristisk for aktiveringsreaksjonen i cortex, hypothalamus og mesencefalisk retikulærdannelse. Lignende endringer i hjernen er etablert i dynamikken i sjokkutviklingen, noe som indirekte indikerer en betydelig rolle serotonin spiller i å endre funksjonen til sentralnervesystemet under sjokk. Serotonin er involvert i forekomsten av membranpotensial og organiseringen av synaptisk overføring av nerveimpulser. Kroppens tilpasning til ekstreme effekter er ledsaget av en økning i serotonininnholdet i hjernen på grunn av en økning i kraften til serotonerge nevroner. En økning i serotonininnholdet i hypothalamus aktiverer nevrosekresjon og forbedrer hypofysens funksjon. Imidlertid kan betydelig akkumulering av serotonin i hjernen spille en viktig rolle i utviklingen av ødem.

Serotonin har en betydelig og mangesidig effekt på det kardiovaskulære systemet. Store doser (10 mg eller mer) forårsaker hjertestans hos ulike typer forsøksdyr. Direkte effekter av serotonin på myokardiet forårsaker systemisk og koronar hypertensjon, samt alvorlige sirkulasjonsforstyrrelser i hjertemuskelen, ledsaget av nekrose ("serotonininfarkt"). I dette tilfellet er endringer i oksidativ og karbohydrat-fosformetabolisme i myokardiet nær de som forekommer ved koronar sirkulasjonsforstyrrelser. EKG ved sjokk viser svært signifikante endringer: en økning etterfulgt av en nedgang i hjertefrekvens, ekstrasystoli, en gradvis forskyvning av hjertets elektriske akse til venstre og deformasjon av ventrikkelkomplekset, som kan være et resultat av koronar sirkulasjonsforstyrrelser.

Effekten av serotonin på blodtrykket avhenger av hastighet, dose og administreringsmåte, samt av typen forsøksdyr. Hos katter, kaniner og rotter forårsaker intravenøs administrering av serotonin derfor hypotensjon i de fleste tilfeller. Hos mennesker og hunder initierer det faseendringer: kortvarig hypotensjon, etterfulgt av hypertensjon og påfølgende hypotensjon. Halspulsåren er svært følsom selv for små doser serotonin. Det antas at det finnes to typer reseptorer som medierer serotonins pressor- og depressoreffekter via det parasympatiske nervesystemet og carotis glomerulus. Intravenøs administrering av serotonin i en dose som omtrent tilsvarer innholdet i det sirkulerende blodvolumet ved sjokk forårsaker en reduksjon i systemisk blodtrykk, hjerteminuttvolum og perifer vaskulær motstand. En reduksjon i mengden serotonin i tarmveggen og lungevevvet er sannsynligvis assosiert med mobiliseringen av dette aminet fra depotet. Effekten av serotonin på luftveiene kan være både lokal og refleksiv, noe som forårsaker bronkiolospasme og økt respirasjonsfrekvens hos rotter.

Nyrene inneholder en liten mengde serotonin, men metabolismen endres betydelig under iskemi. Store doser serotonin forårsaker vedvarende patologisk vaskulær spasme, iskemi, nekrosefokus i cortex, ødelegging, degenerasjon og nekrose av det rørformede apparatet. Et slikt morfologisk bilde ligner mikroskopiske endringer i nyrene under sjokk. En betydelig (10-20 ganger) og vedvarende økning i serotoninnivået i nyrevevet under sjokk kan forårsake langvarige spasmer i karene deres. Spesielt høye serotoninnivåer observeres under dysuriske lidelser. Ved akutt nyresvikt er konsentrasjonen av serotonin i blodet forhøyet i stadiet oliguri og anuri, begynner å synke i perioden med diurese-gjenoppretting og normaliseres i polyuri- fasen, og faller under fysiologiske verdier under gjenoppretting. Serotonin reduserer nyreplasmastrømmen, glomerulær filtrasjonshastighet, diurese og utskillelse av natrium og klorider i urin. Mekanismen bak disse lidelsene skyldes en reduksjon i intraglomerulært hydrostatisk trykk og filtrasjon, samt en økning i den osmotiske gradienten av natriuminnhold i medulla og distale tubuli, noe som fører til økt reabsorpsjon. Serotonin er viktig i mekanismen for nyresvikt ved sjokk.

Dermed kan moderat akkumulering av serotonin i hjernen og dens sentrale effekt i sjokk være nyttig, spesielt med tanke på aktivering av HPAS. Aktivering av energienzymer av serotonin bør også betraktes som et positivt, kompenserende fenomen i sjokk. Imidlertid skaper overdrevent høy akkumulering av serotonin i myokardiet og nyrene muligheten for direkte overdreven påvirkning av aminet på koronar- og nyresirkulasjonen, forstyrrelse av metabolismen og forekomst av hjerte- og nyresvikt.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]