Serul de serotonină

Valorile de referință (normă) pentru concentrația de serotonină în serul sanguin la adulți sunt 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); în sânge integral - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

Serotonina (oxitriptamina) este o amină biogenă care se găsește în principal în trombocite. Până la 10 mg de serotonină circulă în organism în orice moment. Între 80 și 95% din cantitatea totală de serotonină din organism este sintetizată și stocată în celulele enterocromafine ale tractului gastrointestinal. Serotonina se formează din triptofan ca urmare a decarboxilării. În celulele enterocromafine ale tractului gastrointestinal, cea mai mare parte a serotoninei este adsorbită de trombocite și intră în fluxul sanguin. Această amină este localizată în cantități mari în mai multe părți ale creierului, există o cantitate mare de ea în mastocitele pielii și se găsește în multe organe interne, inclusiv în diverse glande endocrine.

Serotonina provoacă agregarea plachetară și polimerizarea moleculelor de fibrină; în trombocitopenie, poate normaliza retracția cheagului de sânge. Are un efect stimulant asupra mușchilor netezi ai vaselor de sânge, bronhiolelor și intestinelor. Prin stimularea mușchilor netezi, serotonina îngustează bronhiolele, provocând o creștere a peristaltismului intestinal, iar prin vasoconstricția rețelei vasculare renale, duce la scăderea diurezei. Deficitul de serotonină stă la baza obstrucției intestinale funcționale. Serotonina cerebrală are un efect deprimant asupra funcției sistemului reproducător care implică glanda pineală.

Cea mai studiată cale a metabolismului serotoninei este conversia acesteia în acid 5-hidroxiindolacetic prin intermediul monoaminoxidazei. Această cale metabolizează 20-52% din serotonina din corpul uman.

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

Boli și afecțiuni în care se modifică concentrația de serotonină din serul sanguin

Serotonina este crescută

• Metastaze ale carcinomului abdominal.
• Cancerul medular tiroidian.
• Sindromul de dumping.
• Obstrucție intestinală acută.
• Fibroză chistică.
• Infarct miocardic.

Sindromul carcinoid este o boală rară cauzată de creșterea secreției de serotonină de către carcinoid, care în peste 95% din cazuri este localizată în tractul gastrointestinal ( apendice - 45,9%, ileon - 27,9%, rect - 16,7%), dar poate fi localizată și în plămâni, vezică urinară etc. Carcinoidul se dezvoltă din celulele argirofile ale criptelor intestinale. Împreună cu serotonina, carcinoidul produce histamină, bradicinină și alte amine, precum și prostaglandine. Toți carcinoizii sunt potențial malign. Riscul de malignitate crește odată cu creșterea dimensiunii tumorii.

Concentrația de serotonină din sânge în sindromul carcinoid crește de 5-10 ori. La persoanele sănătoase, doar 1% din triptofan este utilizat pentru a sintetiza serotonina, în timp ce la pacienții cu carcinoid - până la 60%. Creșterea sintezei de serotonină într-o tumoră duce la o scădere a sintezei acidului nicotinic și la dezvoltarea simptomelor specifice deficitului de vitamina PP (pelagra). Un număr mare de produși ai metabolismului serotoninei - acizii 5-hidroxiindolacetic și 5-hidroxiindolaceturici - sunt detectați în urina pacienților cu carcinoid malign. Excreția acidului 5-hidroxiindolacetic în urină, care depășește 785 μmol/zi (norma este de 10,5-36,6 μmol/zi), este considerată un semn prognostic nefavorabil. După îndepărtarea chirurgicală radicală a carcinoidului, concentrația de serotonină din sânge și excreția produselor sale metabolice cu urina sunt normalizate. Absența normalizării excreției produșilor metabolismului serotoninei indică faptul că operația nu a fost radicală sau că au fost prezente metastaze. O creștere a concentrației de serotonină din sânge poate apărea și în cazul altor boli gastro-intestinale.

Serotonina este redusă

• Sindromul Down
• Fenilcetonurie netratată

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

Efectul serotoninei asupra metabolismului

În stare de șoc, conținutul de serotonină din toate organele crește semnificativ, în timp ce metabolismul aminei este perturbat și conținutul metaboliților acesteia crește.

Mecanisme de creștere a conținutului de serotonină și histamină în țesuturi

Mecanism	Factorii care le provoacă
Degranularea mastocitelor, a celulelor enterocromafine intestinale; eliberarea de amine	Substanțe cu greutate moleculară mică (monoamine, diamine, amine aromatice), macromoleculare (otrăvuri, toxine, complexe antigen-anticorp, peptonă, anafilactină)
Intensificarea catabolismului, proteolizei, autolizei	Alterare, exces de glucocorticoizi, hormoni tiroidieni, activitate crescută a enzimelor proteolitice, hipoxie
Activitate crescută a triptofanului și histidinei decarboxilazei mitocondriale din țesutul bacterian	Exces de mineralocorticoizi, deficit de glucocorticoizi, exces de adrenalină și deficit de noradrenalină
Activitate scăzută a mono- și diaminooxidazelor mitocondriale	Exces de corticosteroizi, concentrație crescută de amine biogene (inhibare a substratului), echilibru acido-bazic afectat, hipoxie, hipotermie
Redistribuirea de la corpurile de depozit	Perturbarea microcirculației la nivelul pielii, plămânilor, tractului gastro-intestinal

Serotonina afectează diverse tipuri de metabolism, dar în principal procesele bioenergetice, care sunt perturbate semnificativ în șoc. Serotonina provoacă următoarele modificări ale metabolismului carbohidraților: creșterea activității fosforilazelor hepatice, miocardice și musculare scheletice, scăderea conținutului de glicogen din acestea, hiperglicemie, stimularea glicolizei, gluconeogenezei și oxidarea glucozei în ciclul pentozo-fosfatului.

Serotonina crește tensiunea oxigenului în sânge și consumul acestuia de către țesuturi. În funcție de concentrație, fie inhibă respirația și fosforilarea oxidativă în mitocondriile inimii și creierului, fie le stimulează. O creștere semnificativă (de 2-20 de ori) a conținutului de serotonină din țesuturi duce la o scădere a intensității proceselor oxidative. Într-o serie de organe (rinichi și ficat), unde procesele bioenergetice sunt cel mai afectate în șoc, conținutul de serotonină este crescut în mod special semnificativ (de 16-24 de ori). Conținutul de serotonină din creier este crescut într-o măsură mai mică (de 2-4 ori), iar procesele energetice din acesta rămân la un nivel ridicat pentru o perioadă lungă de timp. Efectul serotoninei asupra activității verigilor individuale ale sistemului respirator în șoc nu este același în diferite organe. Dacă în creier crește activitatea NADH2 și reduce activitatea succinat dehidrogenazei (SDH), atunci în ficat crește activitatea SDH și a citocrom oxidazei. Mecanismul activării enzimatice este explicat prin efectul serotoninei asupra adenilat ciclazei, cu formarea ulterioară de AMPc din ATP. Se crede că AMPc este un mediator intracelular al acțiunii serotoninei. Conținutul de serotonină din țesuturi se corelează cu nivelul de activitate al enzimelor energetice (în special cu SDH și ATPaza hepatică). Activarea SDH de către serotonină în șoc este de natură compensatorie. Cu toate acestea, acumularea excesivă de serotonină duce la faptul că natura acestei relații devine inversă, în timp ce activitatea SDH scade. Limitarea utilizării acidului succinic ca produs de oxidare epuizează semnificativ capacitățile energetice ale rinichilor în șoc. Pe măsură ce șocul se dezvoltă, apare o relație între cantitatea de serotonină din rinichi și activitatea LDH, aceasta indicând o schimbare a efectului de activare al serotoninei de la utilizarea succinatului (în condiții fiziologice) la consumul de lactat datorită inhibării SDH, care este o reacție adaptivă.

În plus, serotonina afectează conținutul și metabolismul nucleotidelor purinice, a căror creștere a nivelului în mitocondrii stimulează rata de reciclare a ATP-ului. Serotonina formează un complex micelar disociabil reversibil cu ATP-ul. O scădere a conținutului de serotonină din celule se corelează cu o scădere a nivelului de ATP din acestea.

Acumularea de serotonină în timpul șocului este asociată într-o oarecare măsură cu modificări ale conținutului de ATP. În același timp, nu poate fi exclusă prezența altor forme de legătură intracelulară a serotoninei cu proteine, lipide, polizaharide și cationi divalenți, al căror nivel în țesuturi se modifică, de asemenea, în timpul șocului.

Participarea serotoninei la procesele energetice intracelulare constă nu doar în formarea de energie, ci și în eliberarea acesteia cu participarea ATP-hidrolazelor. Serotonina activează Mg-ATPaza. Activitatea crescută a ATP-azei din mitocondriile hepatice în șoc poate fi, de asemenea, rezultatul creșterii nivelului de serotonină.

Astfel, acumularea de serotonină în țesuturile organismului în timpul șocului poate influența activ metabolismul carbohidraților în ciclurile glicolitice și de pentoză, respirația și fosforilarea asociată, acumularea și utilizarea energiei în celule. Mecanismul molecular al acțiunii serotoninei este mediat de mișcarea ionilor de-a lungul membranei.

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

Efectul serotoninei asupra funcțiilor organelor

Acțiunea serotoninei la nivel sistemic constă în influența sa specifică asupra stării funcționale a multor organe. Administrarea intraventriculară de serotonină în doze apropiate de cele de șoc și administrarea intravenoasă de b-oxitriptofan (care penetrează ușor bariera hematoencefalică și se transformă în serotonină în creier) provoacă modificări de fază în activitatea bioelectrică a creierului, caracteristice reacției de activare în cortex, hipotalamus și formațiunea reticulară mezencefalică. Modificări similare au fost constatate în dinamica dezvoltării șocului la nivelul creierului, ceea ce indică indirect un rol semnificativ al serotoninei în modificarea funcției sistemului nervos central în timpul șocului. Serotonina este implicată în apariția potențialului de membrană și în organizarea transmiterii sinaptice a impulsurilor nervoase. Adaptarea organismului la efecte extreme este însoțită de o creștere a conținutului de serotonină din creier datorită creșterii puterii neuronilor serotoninergici. O creștere a conținutului de serotonină din hipotalamus activează neurosecreția și sporește funcția glandei pituitare. Cu toate acestea, acumularea semnificativă de serotonină în creier poate juca un rol important în dezvoltarea edemului acestuia.

Serotonina are un efect semnificativ și multifațetat asupra sistemului cardiovascular. Dozele mari (10 mg sau mai mult) provoacă stop cardiac la diferite tipuri de animale de experiment. Efectele directe ale serotoninei asupra miocardului provoacă hipertensiune sistemică și coronariană, precum și tulburări circulatorii severe în mușchiul cardiac, însoțite de necroza acestuia (infarct „serotonină”). În acest caz, modificările metabolismului oxidativ și carbohidrați-fosforic al miocardului sunt apropiate de cele care apar în tulburările circulației coronariene. ECG-ul în șoc prezintă modificări foarte semnificative: o creștere urmată de o încetinire a ritmului cardiac, extrasistolă, o deplasare treptată a axei electrice a inimii spre stânga și deformarea complexului ventricular, care poate fi rezultatul unor tulburări de circulație coronariană.

Efectul serotoninei asupra tensiunii arteriale depinde de ritmul, doza și metoda de administrare, precum și de tipul de animale de experiment. Astfel, la pisici, iepuri și șobolani, administrarea intravenoasă de serotonină provoacă hipotensiune arterială în majoritatea cazurilor. La oameni și câini, aceasta inițiază schimbări de fază: hipotensiune arterială scurtă, urmată de hipertensiune arterială și hipotensiune arterială ulterioară. Artera carotidă este foarte sensibilă chiar și la doze mici de serotonină. Se presupune că există două tipuri de receptori prin care efectele presoare și depresoare ale serotoninei sunt mediate de sistemul nervos parasimpatic și de glomerulul carotidian. Administrarea intravenoasă de serotonină într-o doză aproximativ corespunzătoare conținutului său în volumul sanguin circulant în șoc determină o scădere a tensiunii arteriale sistemice, a debitului cardiac și a rezistenței vasculare periferice. O scădere a cantității de serotonină din peretele intestinal și țesuturile pulmonare este probabil asociată cu mobilizarea acestei amine din depozit. Efectul serotoninei asupra organelor respiratorii poate fi atât local, cât și reflexiv, provocând bronhiolospasm și creșterea frecvenței respiratorii la șobolani.

Rinichii conțin o cantitate mică de serotonină, dar metabolismul acesteia se modifică semnificativ în timpul ischemiei. Dozele mari de serotonină provoacă spasme vasculare patologice persistente, ischemie, focare de necroză în cortex, dezolare, degenerare și necroză a aparatului tubular. O astfel de imagine morfologică seamănă cu modificările microscopice ale rinichilor în timpul șocului. O creștere semnificativă (de 10-20 de ori) și persistentă a nivelului de serotonină în țesutul renal în timpul șocului poate provoca un spasm pe termen lung al vaselor acestora. Niveluri deosebit de ridicate de serotonină se observă în timpul tulburărilor disurice. În insuficiența renală acută, concentrația de serotonină din sânge este crescută în stadiul de oligurie și anurie, începe să scadă în perioada de recuperare după diureză și se normalizează în faza de poliurie, ajungând sub valorile fiziologice în timpul recuperării. Serotonina reduce fluxul plasmatic renal, rata de filtrare glomerulară, diureza și excreția de sodiu și cloruri în urină. Mecanismul acestor tulburări se datorează scăderii presiunii hidrostatice intraglomerulare și a filtrării, precum și creșterii gradientului osmotic al conținutului de sodiu în medulară și tubulilor distali, ceea ce duce la o reabsorbție crescută. Serotonina este importantă în mecanismul insuficienței renale în șoc.

Astfel, acumularea moderată de serotonină în creier și efectul său central în șoc pot fi utile, în special în ceea ce privește activarea HPAS. Activarea enzimelor energetice de către serotonină ar trebui, de asemenea, considerată un fenomen pozitiv, compensator în șoc. Cu toate acestea, acumularea excesiv de mare de serotonină în miocard și rinichi creează posibilitatea unei influențe directe excesive a aminei asupra circulației coronariene și renale, a perturbării metabolismului acesteia și a apariției insuficienței cardiace și renale.

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