Serum serotonin

Referensvärden (normer) för serotoninkoncentration i blodserum hos vuxna är 0,22–2,05 μmol/l (40–80 μg/l); i helblod - 0,28–1,14 μmol/l (50–200 ng/ml).

Serotonin (oxytryptamin) är en biogen amin som huvudsakligen finns i blodplättar. Upp till 10 mg serotonin cirkulerar i kroppen vid varje given tidpunkt. Från 80 till 95 % av den totala mängden serotonin i kroppen syntetiseras och lagras i enterokromaffincellerna i mag-tarmkanalen. Serotonin bildas från tryptofan som ett resultat av dekarboxylering. I enterokromaffincellerna i mag-tarmkanalen adsorberas det mesta av serotoninet av blodplättar och går in i blodomloppet. Denna amin är lokaliserad i stora mängder i ett antal delar av hjärnan, det finns mycket av den i mastceller i huden, den finns i många inre organ, inklusive olika endokrina körtlar.

Serotonin orsakar trombocytaggregation och polymerisation av fibrinmolekyler; vid trombocytopeni kan det normalisera blodproppsretraktion. Det har en stimulerande effekt på den glatta muskulaturen i blodkärl, bronkioler och tarmar. Genom att stimulera den glatta muskulaturen förtränger serotonin bronkiolerna, vilket orsakar ökad tarmperistaltik, och genom att vasokonstrikera njurkärlen leder det till minskad diures. Serotoninbrist ligger till grund för funktionell tarmobstruktion. Serotonin i hjärnan har en hämmande effekt på funktionen av reproduktionssystemet som involverar tallkottkörteln.

Den mest studerade vägen för serotoninmetabolism är dess omvandling till 5-hydroxiindolättiksyra via monoaminoxidas. Denna väg metaboliserar 20–52 % av serotoninet i människokroppen.

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

Sjukdomar och tillstånd där koncentrationen av serotonin i blodserumet förändras

Serotonin är förhöjt

• Metastaser av bukcancer.
• Medullär sköldkörtelcancer.
• Dumpingsyndrom.
• Akut tarmobstruktion.
• Cystisk fibros.
• Hjärtinfarkt.

Karcinoidsyndrom är en sällsynt sjukdom som orsakas av ökad serotoninutsöndring från karcinoid, vilken i mer än 95 % av fallen är lokaliserad i mag-tarmkanalen ( blindtarm - 45,9 %, ileum - 27,9 %, rektum - 16,7 %), men kan finnas i lungor, urinblåsa etc. Karcinoid utvecklas från argyrofila celler i tarmkrypter. Tillsammans med serotonin producerar karcinoid histamin, bradykinin och andra aminer, samt prostaglandiner. Alla karcinoider är potentiellt maligna. Risken för malignitet ökar när tumörstorleken ökar.

Koncentrationen av serotonin i blodet vid karcinoidsyndrom ökar 5–10 gånger. Hos friska personer används endast 1 % tryptofan för att syntetisera serotonin, medan det hos patienter med karcinoidsyndrom ökar upp till 60 %. Ökad syntes av serotonin i en tumör leder till en minskning av syntesen av nikotinsyra och utveckling av symtom specifika för vitamin PP-brist (pellagra). Ett stort antal serotoninmetabolismprodukter – 5-hydroxiindolättiksyra och 5-hydroxiindolättiksyra – detekteras i urinen hos patienter med malign karcinoid. Utsöndring av 5-hydroxiindolättiksyra i urinen, som överstiger 785 μmol/dag (normen är 10,5–36,6 μmol/dag), anses vara ett prognostiskt ogynnsamt tecken. Efter radikalt kirurgiskt avlägsnande av karcinoidsyndromet normaliseras koncentrationen av serotonin i blodet och utsöndringen av dess metaboliska produkter med urinen. Avsaknaden av normalisering av utsöndringen av serotoninmetabolismprodukter indikerar att operationen inte var radikal eller att metastaser förekom. Viss ökning av serotoninkoncentrationen i blodet kan också förekomma vid andra mag-tarmsjukdomar.

Serotonin är reducerat

• Downs syndrom
• Obehandlad fenylketonuri

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

Serotonins effekt på ämnesomsättningen

Vid chock ökar serotoninhalten i alla organ avsevärt, medan aminens metabolism störs och halten av dess metaboliter ökar.

Mekanismer för att öka halten av serotonin och histamin i vävnader

Mekanism	Faktorer som orsakar dem
Degranulering av mastceller, intestinala enterokromaffinceller; frisättning av aminer	Lågmolekylära (monoaminer, diaminer, aromatiska aminer), makromolekylära (gifter, toxiner, antigen-antikroppskomplex, pepton, anafylaktin) ämnen
Intensifiering av katabolism, proteolys, autolys	Förändring, överskott av glukokortikoider, sköldkörtelhormoner, ökad aktivitet av proteolytiska enzymer, hypoxi
Ökad aktivitet av bakterievävnadens mitokondriell tryptofan och histidindekarboxylas	Mineralokortikoidöverskott, glukokortikoidbrist, adrenalinöverskott och noradrenalinbrist
Minskad aktivitet av mitokondriella mono- och diaminoxidaser	Överskott av kortikosteroider, ökad koncentration av biogena aminer (substrathämning), försämrad syra-basbalans, hypoxi, hypotermi
Omfördelning från depåkroppar	Störningar i mikrocirkulationen i hud, lungor, mag-tarmkanal

Serotonin påverkar olika typer av metabolism, men främst bioenergetiska processer, vilka störs avsevärt vid chock. Serotonin orsakar följande förändringar i kolhydratmetabolismen: ökad aktivitet hos lever-, hjärtmuskel- och skelettmuskelfosforylaser, minskat glykogeninnehåll i dem, hyperglykemi, stimulering av glykolys, glukoneogenes och oxidation av glukos i pentosfosfatcykeln.

Serotonin ökar syretrycket i blodet och dess konsumtion av vävnader. Beroende på koncentrationen hämmar det antingen andning och oxidativ fosforylering i mitokondrierna i hjärtat och hjärnan, eller stimulerar dem. En signifikant (2-20 gånger) ökning av serotoninhalten i vävnader leder till en minskning av intensiteten hos oxidativa processer. I ett antal organ (njurar och lever), där de bioenergetiska processerna är mest försämrade vid chock, ökar serotoninhalten särskilt signifikant (16-24 gånger). Serotoninhalten i hjärnan ökar i mindre utsträckning (2-4 gånger) och energiprocesserna i den förblir på en hög nivå under lång tid. Serotonins effekt på aktiviteten hos enskilda länkar i andningskedjesystemet vid chock är inte densamma i olika organ. Om det i hjärnan ökar aktiviteten hos NADH2 och minskar aktiviteten hos succinatdehydrogenas (SDH), ökar det i levern aktiviteten hos SDH och cytokromoxidas. Mekanismen för enzymaktivering förklaras av serotonins effekt på adenylatcyklas med efterföljande bildning av cAMP från ATP. Man tror att cAMP är en intracellulär mediator av serotonins verkan. Halten av serotonin i vävnader korrelerar med aktivitetsnivån hos energienzymer (särskilt med SDH och leverns ATPas). Aktivering av SDH av serotonin vid chock är av kompenserande natur. Emellertid leder överdriven ansamling av serotonin till att karaktären av detta förhållande blir invers, medan SDH-aktiviteten minskar. Begränsning av användningen av bärnstenssyra som oxidationsprodukt utarmar njurarnas energikapacitet vid chock avsevärt. När chock utvecklas uppstår ett samband mellan mängden serotonin i njurarna och LDH-aktiviteten, vilket indikerar en övergång i serotonins aktiverande effekt från användning av succinat (under fysiologiska förhållanden) till konsumtion av laktat på grund av hämning av SDH, vilket är en adaptiv reaktion.

Dessutom påverkar serotonin innehållet och metabolismen av purinnukleotider, vars ökning i mitokondrier stimulerar ATP-omsättningshastigheten. Serotonin bildar ett reversibelt dissocierande micellärt komplex med ATP. En minskning av serotoninhalten i celler korrelerar med en minskning av ATP-nivån i dem.

Ackumulering av serotonin under chock är till viss del förknippad med förändringar i ATP-halten. Samtidigt kan förekomsten av andra former av intracellulär serotoninkoppling med proteiner, lipider, polysackarider och divalenta katjoner, vars nivå i vävnader också förändras under chock, inte uteslutas.

Serotonins deltagande i intracellulära energiprocesser består inte bara i energibildning, utan också i dess frisättning med deltagande av ATP-hydrolaser. Serotonin aktiverar Mg-ATPas. Ökad aktivitet av levermitokondrier (ATPas) vid chock kan också vara ett resultat av ökade serotoninnivåer.

Således kan ackumuleringen av serotonin i kroppsvävnaderna under chock aktivt påverka metabolismen av kolhydrater i glykolytiska och pentoscykler, respiration och tillhörande fosforylering, ackumulering och användning av energi i celler. Den molekylära mekanismen för serotonins verkan medieras av jonernas rörelse längs membranet.

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

Serotonins effekt på organfunktioner

Serotonins verkan på systemisk nivå består i dess specifika inverkan på många organs funktionella tillstånd. Intraventrikulär administrering av serotonin i doser nära chockdoser och intravenös administrering av b-oxytryptofan (som lätt penetrerar blod-hjärnbarriären och omvandlas till serotonin i hjärnan) orsakar fasförändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet, karakteristiska för aktiveringsreaktionen i cortex, hypotalamus och mesencefalisk retikulär bildning. Liknande förändringar i hjärnan har fastställts i dynamiken i chockutvecklingen, vilket indirekt indikerar en betydande roll för serotonin i att förändra det centrala nervsystemets funktion under chock. Serotonin är involverat i uppkomsten av membranpotential och organisationen av synaptisk överföring av nervimpulser. Kroppens anpassning till extrema effekter åtföljs av en ökning av serotoninhalten i hjärnan på grund av en ökning av serotonerga neuroners kraft. En ökning av serotoninhalten i hypotalamus aktiverar neurosekretion och förbättrar hypofysens funktion. Emellertid kan betydande ansamling av serotonin i hjärnan spela en viktig roll i utvecklingen av dess ödem.

Serotonin har en betydande mångfacetterad effekt på hjärt-kärlsystemet. Stora doser (10 mg eller mer) orsakar hjärtstillestånd hos olika typer av försöksdjur. Direkta effekter av serotonin på hjärtmuskeln orsakar systemisk och koronar hypertoni, såväl som allvarliga cirkulationsstörningar i hjärtmuskeln, åtföljda av dess nekros ("serotonininfarkt"). I detta fall är förändringarna i hjärtmuskelns oxidativa och kolhydrat-fosformetabolism nära de som uppstår vid koronara cirkulationsstörningar. EKG vid chock visar mycket signifikanta förändringar: en ökning följt av en nedgång i hjärtfrekvensen, extrasystoli, en gradvis förskjutning av hjärtats elektriska axel åt vänster och deformation av ventrikulärkomplexet, vilket kan vara resultatet av koronara cirkulationsstörningar.

Serotonins effekt på blodtrycket beror på administreringshastighet, dos och administreringsmetod, såväl som på typen av försöksdjur. Hos katter, kaniner och råttor orsakar intravenös administrering av serotonin således hypotoni i de flesta fall. Hos människor och hundar initierar det fasförändringar: kortvarig hypotoni, följt av hypertoni och efterföljande hypotoni. Halspulsådern är mycket känslig även för små doser serotonin. Det antas att det finns två typer av receptorer genom vilka serotonins pressor- och depressoreffekter medieras av det parasympatiska nervsystemet och halspulsåderns glomerulus. Intravenös administrering av serotonin i en dos som ungefär motsvarar dess innehåll i den cirkulerande blodvolymen vid chock orsakar en minskning av systemiskt blodtryck, hjärtminutvolym och perifert kärlmotstånd. En minskning av mängden serotonin i tarmväggen och lungvävnaderna är troligen förknippad med mobiliseringen av denna amin från depån. Serotonins effekt på andningsorganen kan vara både lokal och reflexiv, vilket orsakar bronkiolospasm och ökad andningsfrekvens hos råttor.

Njurarna innehåller en liten mängd serotonin, men dess metabolism förändras avsevärt under deras ischemi. Stora doser serotonin orsakar ihållande patologisk kärlspasm, ischemi, nekrosfokus i cortex, desolation, degeneration och nekros av den tubulära apparaten. En sådan morfologisk bild liknar mikroskopiska förändringar i njurarna under chock. En signifikant (10-20-faldig) och ihållande ökning av serotoninnivån i njurvävnaden under chock kan orsaka långvarig spasm i deras kärl. Särskilt höga serotoninnivåer observeras vid dysuriska störningar. Vid akut njursvikt är koncentrationen av serotonin i blodet förhöjd i stadiet av oliguri och anuri, börjar minska under perioden med diuresåterhämtning och normaliseras i polyurifasen och sjunker under fysiologiska värden under återhämtning. Serotonin minskar njurplasmaflödet, glomerulär filtrationshastighet, diures och utsöndring av natrium och klorider i urin. Mekanismen bakom dessa störningar beror på en minskning av det intraglomerulära hydrostatiska trycket och filtreringen, samt en ökning av den osmotiska gradienten av natriuminnehållet i medulla och distala tubuli, vilket leder till ökad reabsorption. Serotonin är viktigt i mekanismen för njursvikt vid chock.

Således kan måttlig ackumulering av serotonin i hjärnan och dess centrala effekt vid chock vara användbar, särskilt när det gäller aktivering av HPAS. Aktivering av energienzymer av serotonin bör också betraktas som ett positivt, kompenserande fenomen vid chock. Emellertid skapar alltför hög ackumulering av serotonin i hjärtmuskeln och njurarna möjligheten till direkt överdriven påverkan av aminen på kranskärls- och njurcirkulationen, störningar i dess metabolism och uppkomsten av hjärt- och njursvikt.

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