Физиологическая роль серотонина

Введение. Серотонин – биогенный амин, один из основных нейромедиаторов в ЦНС, контролирующий аппетит, сон, настроение и эмоции человека. Физиологические функции серотонина чрезвычайно многообразны. При снижении серотонина повышается чувствительность болевой системы организма, то есть даже самое слабое раздражение отзывается сильной болью. Серотонин облегчает двигательную активность, участвует в регуляции сосудистого тонуса. Наряду с дофамином этот нейромедиатор участвует в механизмах гипоталамической регуляции гормональной функции гипофиза.

В настоящее время существенный интерес для экспериментальной и теоретической физиологии, иммунологии и биохимии представляет освещение вопросов функционального взаимодействия вазомоторных аминов (гистамина и серотонина) с иммунологическими факторами регуляции, а также возможность использования данных медиаторов для направленного воздействия на метаболические процессы в организме [33].

Настроение человека во многом зависит от количества серотонина в организме. Часть серотонина вырабатывается мозгом, но вместе с тем, достаточно большая его часть вырабатывается кишечником. Наше мнение о близости человеческих взаимоотношений, по утверждению ученых из британского Оксфордского университета, зависит от вырабатываемого в мозге вещества под названием серотонин.

Ученые пришли к выводу о том, что присутствие серотонина в организме предупреждает развитие психических заболеваний и стимулирует выздоровление тех, у кого имеются душевные и нервные расстройства. Отсутствие серотонина в организме может оказывать противоположное действие и вызывать психические заболевания. Доказательства влияния серотонина на душевное состояние человека очевидны [22].

Серотонин (5-гидрокситриптамин) содержится в тромбоцитах и энтерохромаффинных клетках пищеварительного тракта, а также в тучных клетках и базофилах. Медиатор усиливает реакцию гиперчувствительности немедленного типа, вызванную гистамином, и возможно, пролонгирует его влияние. Предполагается, что серотонин стимулирует миграцию лейкоцитов через сосудистую стенку. Имеются сведения об увеличении чувствительности мононуклеаров к факторам хемотаксиса, а также о стимуляции синтеза факторов хемотаксиса Т-лимфоцитами.

Все вышеперечисленное является весомым основанием для включения указанных медиаторов в исследовательскую работу. Кроме того, выбор гистамина и серотонина для изучения обосновывается еще и тем, что эти биологически активные вещества быстро меняют свою концентрацию под воздействием различных факторов, в том числе неблагоприятных климатических и профессиональных факторов, напряженной физической работе, а также в зависимости от социальных условий [33].

Возможность химического влияния на близость людей с помощью увеличения концентрации серотонина открывает новые возможности в лечении многих психических заболеваний. Не исключено, что именно дефицит серотонина в кишечнике и определяет развитие депрессии. А его недостаток в головном мозге - всего лишь следствие, сопутствующий признак. Вероятно, первопричина в низком количестве клеток головного мозга, ответственных за выработку серотонина, а также в нехватке рецепторов, способных получить выработанный серотонин. Либо виной всему дефицит триптофана -незаменимая аминокислота из которой состоит серотонин. Если имеет место хоть одна из этих проблем, есть большая вероятность депрессии, а также одержимо-навязчивых нервных расстройств:

беспокойства, паники и приступов беспричинного гнева.

Серотонин - это гормон, вырабатываемый в человеческом организме. Поэтому серотонина в продуктах питания нет и быть не может. Но увеличить выработку серотонина в организме помогут именно продукты питания. Самый простой способ увеличить уровень серотонина - поесть сладкого. Простых углеводов, способствующих выработке серотонина, много и в выпечке, и даже простом белом хлебе. Однако такой путь увеличения количества серотонина в организме влечет за собой появление зависимости от сладкого. Это уже доказано учеными на основании экспериментов, проведенных над лабораторными животными. Механизм возникновения зависимости от сладкого очень прост: вы едите сладкое, резко повышается уровень серотонина, потом сахар перерабатывается, количество его в крови падает, организм начинает требовать еще серотонина, то есть сладостей. Для того чтобы в организме в нормальных количествах вырабатывался серотонин, необходимо, чтобы с пищей поступала аминокислота триптофан - именно он является предшественником серотонина в организме. Триптофан содержится в любой, богатой животными белками (протеинами) пище. Триптофан не может продуцироваться клетками нашего организма, а потому мы должны получать его из пищи и соответствующих добавок. Триптофан содержится в мясе, бананах, финиках, кунжуте, арахисе, овсе. Настроение поднимают два вида продуктов. Одни содержат гормон радости – серотонин, другие - витамины группы В, которые влияют на функционирование нервных клеток и стимулируют образование все того же серотонина.

Метаболизм серотонина и физиология серотониновых рецепторов. Серотонин образуется из аминокислоты триптофана путем её последовательного 5-гидроксилирования ферментом 5-триптофангидроксилазой (в результате чего получается 5-гидрокситриптофан, 5-ГТ) и затем декарбоксилирования получившегося 5-гидрокситриптофана ферментом триптофандекарбоксилазой. 5-триптофангидроксилаза синтезируется только в соме серотонинергических нейронов, гидроксилирование происходит в присутствии ионов железа и кофактора птеридина.

Биосинтез и метаболизм серотонина

Рецепторы серотонина. Рецепторы серотонина представлены как метаботропными, так и ионотропными. Всего насчитывается семь типов таких рецепторов, 5-HT 1–7, причем 5-НТ 3 — ионотропные, остальные — метаботропные, семидоменные, G-белок-сцепленные. Установлено сходство метаботропных 5-HT рецепторов с рецепторами норадреналина. 5-HT 1 — тип, насчитывающий несколько подтипов: 1А–E, которые могут быть как пре-, так и постсинаптическими, — подавляет аденилатциклазу; 5-НТ 4 и 7 — стимулируют; 5-HT 2, насчитывающий несколько подтипов (2А–C, которые могут быть только постсинаптическими), активирует инозитолтрифосфат. 5-HT 5A подтип также подавляет аденилатциклазу.

Для некоторых типов рецепторов обнаружены эндогенные лиганды, помимо серотонина. Это, например, 5HT-модулин (Leu-Ser-Ala-Leu), лиганд 1B и 1D пресинаптических рецепторов, индуктор тревожности и стресса.

Структура серотонина имеет сходство со структурой наркотика ЛСД. ЛСД действует как антагонист некоторых 5-HT рецепторов и ингибирует синтез серотонина.

Метаболизм и катаболизм серотонина (рис. ). Под действием моноаминоксидазы (МАО) серотонин превращается в 5-гидроксииндолальдегид, который, в свою очередь, может обратимо превращаться в 5-гидрокситриптофол под действием алкогольдегидрогеназы.

Необратимо 5-гидроксииндолальдегид под действием ацетальдегиддегидрогеназы превращается в 5-гидроксииндолуксусную кислоту, которая затем выводится с мочой и калом.

Серотонин является предшественником мелатонина, образующегося под действием фермента эпифиза арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы (ААНАТ) в эпифизе [6].

Серотонин играет важную роль в регуляции моторики ЖКТ, секреции соляной кислоты, транспорте хлора в эпителии двенадцатиперстной кишки (ДПК), секреции бикарбонатов в ней.

Мишенями серотонина в ЖКТ являются:

– покровный эпителий – энтероциты, которые экспрессируют рецепторы к 5-НТ на базолатеральной поверхности;

– нервные окончания экстрамуральных нервов, обеспечивающих передачу сенсорной информации в ЦНС. Усиление их стимуляции связывают с ощущениями тошноты и дискомфорта;

– проекции афферентов интрамуральных нервов в СО (IPANs), формирующие прямые связи с ЕС-клетками, что обеспечивает включение защитных рефлексов;

– афференты подслизистого интрамурального сплетения, которые инициируют перистальтику и секреторный рефлекс. Раздражение серотонином первичных афферентов вызывает активацию внутренних нейронов и стимуляцию перистальтического рефлекса;

– афференты интрамуральных нейронов в мышечной оболочке, которые инициируют выраженные сокращения. Серотонин, секретируемый нейронами межмышечного сплетения, регулирует быструю и медленную возбуждающую трансмиссию и вовлекается в регуляцию моторики ЖКТ;

– холинергические нейроны (тела и эфференты) преимущественно межмышечного сплетения.

Заключение. Стимуляция рецепторов серотонином вызывает усиление нейромышечной холинергической передачи;

• –    гладкие миоциты мышечной пластинки слизистой и мышечной оболочки;

• –    гладкие миоциты сосудов слизистой и подслизистой, реализующие вазоактивные свойства серотонина;

• –    лейкоциты периферической крови и клетки, формирующие кишечник-ассоциированную лимфоидную ткань (КАЛТ).

Благодаря такому многообразию мишеней серотонин в ЖКТ функционирует не только как нейротрансмиттер, но и как паракринный мессенджер, определяющий межтканевые и межклеточные кооперации в СО, а также реализацию компенсаторноприспособительных реакций.

Рядом авторов серотонин рассматривается как фактор роста, поскольку он усиливает пролиферацию клеток в кишечных криптах. В онтогенезе серотонин стимулирует развитие интрамуральных нейронов, а в постнатальном периоде повышает выживание нейронов и их пластичность за счет стимуляции 5-HT4 рецепторов. Необходимо отметить, что серотонин присутствует в нейронах и ЕС-клетках на самых ранних стадиях развития ЖКТ [4].