Seromski serotonin.

Referentne vrijednosti (norma) za koncentraciju serotonina u krvnom serumu kod odraslih su 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); u punoj krvi - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

Serotonin (oksitriptamin) je biogeni amin koji se prvenstveno nalazi u trombocitima. U tijelu u bilo kojem trenutku cirkulira do 10 mg serotonina. Od 80 do 95% ukupne količine serotonina u tijelu sintetizira se i pohranjuje u enterokromafinskim stanicama gastrointestinalnog trakta. Serotonin nastaje iz triptofana kao rezultat dekarboksilacije. U enterokromafinskim stanicama gastrointestinalnog trakta, većinu serotonina adsorbiraju trombociti i ulazi u krvotok. Ovaj amin je lokaliziran u velikim količinama u brojnim dijelovima mozga, ima ga mnogo u mastocitima kože, a nalazi se u mnogim unutarnjim organima, uključujući razne endokrine žlijezde.

Serotonin uzrokuje agregaciju trombocita i polimerizaciju molekula fibrina; kod trombocitopenije može normalizirati retrakciju krvnog ugruška. Ima stimulirajući učinak na glatke mišiće krvnih žila, bronhiola i crijeva. Stimulirajući glatke mišiće, serotonin sužava bronhiole, uzrokujući pojačanu crijevnu peristaltiku, a vazokonstrikcijom bubrežne vaskularne mreže dovodi do smanjene diureze. Nedostatak serotonina je osnova funkcionalne crijevne opstrukcije. Serotonin u mozgu ima depresivni učinak na funkciju reproduktivnog sustava koji uključuje epifizu.

Najproučavaniji put metabolizma serotonina je njegova pretvorba u 5-hidroksiindoloctenu kiselinu pomoću monoaminooksidaze. Ovaj put metabolizira 20-52% serotonina u ljudskom tijelu.

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

Bolesti i stanja kod kojih se mijenja koncentracija serotonina u krvnom serumu

Serotonin je povišen

• Metastaze abdominalnog karcinoma.
• Medularni rak štitnjače.
• Sindrom dampinga.
• Akutna crijevna opstrukcija.
• Cistična fibroza.
• Infarkt miokarda.

Karcinoidni sindrom je rijetka bolest uzrokovana povećanim lučenjem serotonina karcinoidom, koji je u više od 95% slučajeva lokaliziran u gastrointestinalnom traktu ( slijepo crijevo - 45,9%, ileum - 27,9%, rektum - 16,7%), ali se može nalaziti i u plućima, mjehuru itd. Karcinoid se razvija iz argirofilnih stanica crijevnih kripti. Uz serotonin, karcinoid proizvodi histamin, bradikinin i druge amine, kao i prostaglandine. Svi karcinoidi su potencijalno maligni. Rizik od malignosti raste s povećanjem veličine tumora.

Koncentracija serotonina u krvi kod karcinoidnog sindroma povećava se 5-10 puta. Kod zdravih osoba samo 1% triptofana koristi se za sintezu serotonina, dok se kod pacijenata s karcinoidom koristi i do 60%. Povećana sinteza serotonina u tumoru dovodi do smanjenja sinteze nikotinske kiseline i razvoja simptoma specifičnih za nedostatak vitamina PP (pelagra). U urinu pacijenata s malignim karcinoidom otkriva se veliki broj produkata metabolizma serotonina - 5-hidroksiindoloctena i 5-hidroksiindoloctena kiselina. Izlučivanje 5-hidroksiindoloctene kiseline u urinu, koje prelazi 785 μmol/dan (norma je 10,5-36,6 μmol/dan), smatra se prognostički nepovoljnim znakom. Nakon radikalnog kirurškog uklanjanja karcinoida, koncentracija serotonina u krvi i izlučivanje njegovih metaboličkih produkata urinom se normaliziraju. Odsutnost normalizacije izlučivanja produkata metabolizma serotonina ukazuje na to da operacija nije bila radikalna ili da su bile prisutne metastaze. Do određenog povećanja koncentracije serotonina u krvi može doći i kod drugih gastrointestinalnih bolesti.

Serotonin je smanjen

• Downov sindrom
• Neliječena fenilketonurija

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

Učinak serotonina na metabolizam

U šoku se sadržaj serotonina u svim organima značajno povećava, dok je metabolizam amina poremećen, a sadržaj njegovih metabolita se povećava.

Mehanizmi za povećanje sadržaja serotonina i histamina u tkivima

Mehanizam	Čimbenici koji ih uzrokuju
Degranulacija mastocita, crijevnih enterokromafinih stanica; oslobađanje amina	Niskomolekularne tvari (monoamini, diamini, aromatski amini), makromolekularne tvari (otrovi, toksini, kompleks antigen-antitijelo, pepton, anafilaktin)
Intenzifikacija katabolizma, proteolize, autolize	Promjena, višak glukokortikoida, hormona štitnjače, povećana aktivnost proteolitičkih enzima, hipoksija
Povećana aktivnost mitohondrijskog triptofana i histidin dekarboksilaze u bakterijskom tkivu	Višak mineralokortikoida, nedostatak glukokortikoida, višak adrenalina i nedostatak noradrenalina
Smanjena aktivnost mitohondrijskih mono- i diamin oksidaza	Višak kortikosteroida, povećana koncentracija biogenih amina (inhibicija supstrata), poremećena acidobazna ravnoteža, hipoksija, hipotermija
Preraspodjela iz skladišta	Poremećaj mikrocirkulacije u koži, plućima, gastrointestinalnom traktu

Serotonin utječe na različite vrste metabolizma, ali uglavnom na bioenergetske procese, koji su značajno poremećeni u šoku. Serotonin uzrokuje sljedeće promjene u metabolizmu ugljikohidrata: povećanu aktivnost fosforilaza jetre, miokarda i skeletnih mišića, smanjen sadržaj glikogena u njima, hiperglikemiju, stimulaciju glikolize, glukoneogeneze i oksidacije glukoze u pentoza-fosfatnom ciklusu.

Serotonin povećava napetost kisika u krvi i njegovu potrošnju u tkivima. Ovisno o koncentraciji, on ili inhibira disanje i oksidativnu fosforilaciju u mitohondrijima srca i mozga ili ih stimulira. Značajno (2-20 puta) povećanje sadržaja serotonina u tkivima dovodi do smanjenja intenziteta oksidativnih procesa. U brojnim organima (bubrezi i jetra), u kojima su bioenergetski procesi najviše oštećeni u šoku, sadržaj serotonina je posebno značajno povećan (16-24 puta). Sadržaj serotonina u mozgu povećan je u manjoj mjeri (2-4 puta) i energetski procesi u njemu dugo ostaju na visokoj razini. Učinak serotonina na aktivnost pojedinih karika respiratornog lanca u šoku nije isti u različitim organima. Ako u mozgu povećava aktivnost NADH2 i smanjuje aktivnost sukcinat dehidrogenaze (SDH), onda u jetri povećava aktivnost SDH i citokrom oksidaze. Mehanizam aktivacije enzima objašnjava se učinkom serotonina na adenilat ciklazu s naknadnim stvaranjem cAMP-a iz ATP-a. Smatra se da je cAMP unutarstanični medijator djelovanja serotonina. Sadržaj serotonina u tkivima korelira s razinom aktivnosti energetskih enzima (osobito s SDH i ATPazom jetre). Aktivacija SDH serotoninom u šoku je kompenzacijske prirode. Međutim, prekomjerno nakupljanje serotonina dovodi do činjenice da priroda ovog odnosa postaje inverzna, dok se aktivnost SDH smanjuje. Ograničenje upotrebe jantarne kiseline kao produkta oksidacije značajno iscrpljuje energetske mogućnosti bubrega u šoku. Kako se šok razvija, pojavljuje se veza između količine serotonina u bubrezima i aktivnosti LDH, što ukazuje na promjenu aktivirajućeg učinka serotonina s upotrebe sukcinata (u fiziološkim uvjetima) na potrošnju laktata zbog inhibicije SDH, što je adaptivna reakcija.

Osim toga, serotonin utječe na sadržaj i metabolizam purinskih nukleotida, čije povećanje razine u mitohondrijima stimulira brzinu prometa ATP-a. Serotonin tvori reverzibilno disocirajući micelarni kompleks s ATP-om. Smanjenje sadržaja serotonina u stanicama korelira sa smanjenjem razine ATP-a u njima.

Akumulacija serotonina tijekom šoka do određene je mjere povezana s promjenama u sadržaju ATP-a. Istovremeno, ne može se isključiti prisutnost drugih oblika unutarstanične veze serotonina s proteinima, lipidima, polisaharidima i dvovalentnim kationima, čija se razina u tkivima također mijenja tijekom šoka.

Sudjelovanje serotonina u unutarstaničnim energetskim procesima ne sastoji se samo u stvaranju energije, već i u njezinom oslobađanju sudjelovanjem ATP hidrolaza. Serotonin aktivira Mg-ATPazu. Povećana aktivnost ATPaze mitohondrija jetre u šoku također može biti rezultat povećane razine serotonina.

Dakle, nakupljanje serotonina u tjelesnim tkivima tijekom šoka može aktivno utjecati na metabolizam ugljikohidrata u glikolitičkim i pentoznim ciklusima, disanje i povezanu fosforilaciju, nakupljanje i korištenje energije u stanicama. Molekularni mehanizam djelovanja serotonina posredovan je kretanjem iona duž membrane.

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

Učinak serotonina na funkcije organa

Djelovanje serotonina na sistemskoj razini sastoji se u njegovom specifičnom utjecaju na funkcionalno stanje mnogih organa. Intraventrikularna primjena serotonina u dozama bliskim dozama šoka i intravenska primjena b-oksitriptofana (lako prodire kroz krvno-moždanu barijeru i pretvara se u serotonin u mozgu) uzrokuje fazne promjene u bioelektričnoj aktivnosti mozga, karakteristične za reakciju aktivacije u korteksu, hipotalamusu i mezencefalnoj retikularnoj formaciji. Slične promjene u mozgu utvrđene su u dinamici razvoja šoka, što neizravno ukazuje na značajnu ulogu serotonina u promjeni funkcije središnjeg živčanog sustava tijekom šoka. Serotonin je uključen u pojavu membranskog potencijala i organizaciju sinaptičkog prijenosa živčanih impulsa. Prilagodba tijela ekstremnim utjecajima popraćena je povećanjem sadržaja serotonina u mozgu zbog povećanja snage serotonergičnih neurona. Povećanje sadržaja serotonina u hipotalamusu aktivira neurosekreciju i pojačava funkciju hipofize. Međutim, značajno nakupljanje serotonina u mozgu može igrati važnu ulogu u razvoju njegovog edema.

Serotonin ima značajan višestruki učinak na kardiovaskularni sustav. Velike doze (10 mg ili više) uzrokuju srčani zastoj kod različitih vrsta pokusnih životinja. Izravni učinci serotonina na miokard uzrokuju sistemsku i koronarnu hipertenziju, kao i teške poremećaje cirkulacije u srčanom mišiću, praćene njegovom nekrozom ("serotoninski" infarkt). U ovom slučaju, promjene u oksidativnom i ugljikohidratno-fosfornom metabolizmu miokarda slične su onima koje se javljaju kod poremećaja koronarne cirkulacije. EKG u šoku pokazuje vrlo značajne promjene: porast praćen usporavanjem otkucaja srca, ekstrasistole, postupni pomak električne osi srca ulijevo i deformaciju ventrikularnog kompleksa, što može biti posljedica poremećaja koronarne cirkulacije.

Učinak serotonina na krvni tlak ovisi o brzini, dozi i načinu primjene, kao i o vrsti pokusnih životinja. Dakle, kod mačaka, zečeva i štakora intravenska primjena serotonina u većini slučajeva uzrokuje hipotenziju. Kod ljudi i pasa inicira fazne promjene: kratku hipotenziju, nakon čega slijedi hipertenzija i naknadna hipotenzija. Karotidna arterija je vrlo osjetljiva čak i na male doze serotonina. Pretpostavlja se da postoje dvije vrste receptora putem kojih se presorski i depresorski učinci serotonina posreduju parasimpatičkim živčanim sustavom i karotidnim glomerulima. Intravenska primjena serotonina u dozi koja približno odgovara njegovom sadržaju u volumenu cirkulirajuće krvi u šoku uzrokuje smanjenje sistemskog krvnog tlaka, minutnog volumena srca i perifernog vaskularnog otpora. Smanjenje količine serotonina u crijevnoj stijenci i plućnom tkivu vjerojatno je povezano s mobilizacijom ovog amina iz depoa. Učinak serotonina na dišne organe može biti i lokalni i refleksni, uzrokujući bronhiolospazam i povećanu frekvenciju disanja kod štakora.

Bubrezi sadrže malu količinu serotonina, ali njegov se metabolizam značajno mijenja tijekom njihove ishemije. Velike doze serotonina uzrokuju uporni patološki vaskularni spazam, ishemiju, žarišta nekroze u korteksu, dezolaciju, degeneraciju i nekrozu tubularnog aparata. Takva morfološka slika podsjeća na mikroskopske promjene u bubrezima tijekom šoka. Značajno (10-20 puta) i uporno povećanje razine serotonina u bubrežnom tkivu tijekom šoka može uzrokovati dugotrajni spazam njihovih krvnih žila. Posebno visoke razine serotonina opažaju se tijekom disuričnih poremećaja. Kod akutnog zatajenja bubrega, koncentracija serotonina u krvi je povišena u fazi oligurije i anurije, počinje se smanjivati tijekom razdoblja oporavka diureze i normalizira se u fazi poliurije, a tijekom oporavka pada ispod fizioloških vrijednosti. Serotonin smanjuje protok plazme kroz bubrege, brzinu glomerularne filtracije, diurezu i izlučivanje natrija i klorida u urinu. Mehanizam ovih poremećaja posljedica je smanjenja intraglomerularnog hidrostatskog tlaka i filtracije, kao i povećanja osmotskog gradijenta sadržaja natrija u meduli i distalnim tubulima, što dovodi do povećane reapsorpcije. Serotonin je važan u mehanizmu zatajenja bubrega u šoku.

Dakle, umjereno nakupljanje serotonina u mozgu i njegov središnji učinak u šoku mogu biti korisni, posebno u smislu aktivacije HPAS-a. Aktivaciju energetskih enzima serotoninom također treba smatrati pozitivnom, kompenzacijskom pojavom u šoku. Međutim, pretjerano visoko nakupljanje serotonina u miokardu i bubrezima stvara mogućnost izravnog prekomjernog utjecaja amina na koronarnu i bubrežnu cirkulaciju, poremećaj njegovog metabolizma i pojavu srčanog i bubrežnog zatajenja.

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