Серумски серотонин.

Референтне вредности (норма) за концентрацију серотонина у крвном серуму код одраслих су 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); у пуној крви - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 нг/ml).

Серотонин (окситриптамин) је биогени амин који се првенствено налази у тромбоцитима. У било ком тренутку у телу циркулише до 10 мг серотонина. Од 80 до 95% укупне количине серотонина у телу се синтетише и складишти у ентерохромафинским ћелијама гастроинтестиналног тракта. Серотонин се формира из триптофана као резултат декарбоксилације. У ентерохромафинским ћелијама гастроинтестиналног тракта, већина серотонина се адсорбује тромбоцитима и улази у крвоток. Овај амин је локализован у великим количинама у бројним деловима мозга , има га доста у мастоцитима коже, налази се у многим унутрашњим органима, укључујући разне ендокрине жлезде.

Серотонин изазива агрегацију тромбоцита и полимеризацију молекула фибрина; код тромбоцитопеније може нормализовати ретракцију крвног угрушка. Има стимулативно дејство на глатке мишиће крвних судова, бронхиола и црева. Стимулишући глатке мишиће, серотонин сужава бронхиоле, узрокујући повећану перисталтику црева, а вазоконстрикцијом бубрежне васкуларне мреже доводи до смањене диурезе. Недостатак серотонина је основа функционалне цревне опструкције. Серотонин у мозгу има депресивно дејство на функцију репродуктивног система који укључује епифизу.

Најпроучаванији пут метаболизма серотонина је његова конверзија у 5-хидроксииндолсирћетну киселину помоћу моноамин оксидазе. Овим путем се метаболише 20-52% серотонина у људском телу.

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

Болести и стања код којих се мења концентрација серотонина у крвном серуму

Серотонин је повишен

• Метастазе абдоминалног карцинома.
• Медуларни рак штитне жлезде.
• Синдром дампинга.
• Акутна цревна опструкција.
• Цистична фиброза.
• Инфаркт миокарда.

Карциноидни синдром је ретка болест узрокована повећаним лучењем серотонина од стране карциноида, који је у више од 95% случајева локализован у гастроинтестиналном тракту ( слепо црево - 45,9%, илеум - 27,9%, ректум - 16,7%), али се може налазити и у плућима, бешици итд. Карциноид се развија из аргирофилних ћелија цревних крипти. Заједно са серотонином, карциноид производи хистамин, брадикинин и друге амине, као и простагландине. Сви карциноиди су потенцијално малигни. Ризик од малигнитета се повећава са повећањем величине тумора.

Концентрација серотонина у крви код карциноидног синдрома повећава се 5-10 пута. Код здравих људи, само 1% триптофана се користи за синтезу серотонина, док се код пацијената са карциноидом користи и до 60%. Повећана синтеза серотонина у тумору доводи до смањења синтезе никотинске киселине и развоја симптома специфичних за недостатак витамина ПП (пелагра). Велики број продуката метаболизма серотонина - 5-хидроксииндолсирћетна и 5-хидроксииндолсирћетна киселина - детектује се у урину пацијената са малигним карциноидом. Излучивање 5-хидроксииндолсирћетне киселине урином, које прелази 785 μmol/дан (норма је 10,5-36,6 μmol/дан), сматра се прогностички неповољним знаком. Након радикалног хируршког уклањања карциноида, концентрација серотонина у крви и излучивање његових метаболичких продуката урином се нормализују. Одсуство нормализације излучивања продуката метаболизма серотонина указује на то да операција није била радикална или да су биле присутне метастазе. Извесно повећање концентрације серотонина у крви може се јавити и код других гастроинтестиналних болести.

Серотонин је смањен

• Даунов синдром
• Нелечена фенилкетонурија

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

Утицај серотонина на метаболизам

У шоку, садржај серотонина у свим органима значајно се повећава, док је метаболизам амина поремећен и садржај његових метаболита се повећава.

Механизми за повећање садржаја серотонина и хистамина у ткивима

Механизам	Фактори који их узрокују
Дегранулација мастоцита, цревних ентерохромафинских ћелија; ослобађање амина	Супстанце мале молекулске тежине (моноамини, диамини, ароматични амини), макромолекуларне (отрови, токсини, комплекс антиген-антитело, пептон, анафилактин)
Интензивирање катаболизма, протеолизе, аутолизе	Промена, вишак глукокортикоида, тироидних хормона, повећана активност протеолитичких ензима, хипоксија
Повећана активност митохондријалног триптофана и хистидин декарбоксилазе у бактеријском ткиву	Вишак минералокортикоида, недостатак глукокортикоида, вишак адреналина и недостатак норадреналина
Смањена активност митохондријалних моно- и диамин оксидаза	Вишак кортикостероида, повећана концентрација биогених амина (инхибиција супстрата), поремећена ацидобазна равнотежа, хипоксија, хипотермија
Прерасподела из депоа	Поремећај микроциркулације у кожи, плућима, гастроинтестиналном тракту

Серотонин утиче на различите врсте метаболизма, али углавном на биоенергетске процесе, који су значајно поремећени у шоку. Серотонин изазива следеће промене у метаболизму угљених хидрата: повећану активност фосфорилаза јетре, миокарда и скелетних мишића, смањен садржај гликогена у њима, хипергликемију, стимулацију гликолизе, глуконеогенезе и оксидације глукозе у пентозно-фосфатном циклусу.

Серотонин повећава притисак кисеоника у крви и његову потрошњу од стране ткива. У зависности од концентрације, он или инхибира дисање и оксидативну фосфорилацију у митохондријама срца и мозга, или их стимулише. Значајно (2-20 пута) повећање садржаја серотонина у ткивима доводи до смањења интензитета оксидативних процеса. У бројним органима (бубрезима и јетри), у којима су биоенергетски процеси највише оштећени у шоку, садржај серотонина је посебно значајно повећан (16-24 пута). Садржај серотонина у мозгу је повећан у мањој мери (2-4 пута) и енергетски процеси у њему остају на високом нивоу дуже време. Утицај серотонина на активност појединачних карика система респираторног ланца у шоку није исти у различитим органима. Ако у мозгу повећава активност NADH2 и смањује активност сукцинат дехидрогеназе (SDH), онда у јетри повећава активност SDH и цитохром оксидазе. Механизам активације ензима објашњава се дејством серотонина на аденилат циклазу са накнадним формирањем цАМП из АТП-а. Верује се да је цАМП интрацелуларни медијатор деловања серотонина. Садржај серотонина у ткивима корелира са нивоом активности енергетских ензима (посебно са СДХ и АТПазом јетре). Активација СДХ серотонином у шоку је компензаторне природе. Међутим, прекомерна акумулација серотонина доводи до тога да природа овог односа постаје инверзна, док се активност СДХ смањује. Ограничење употребе ћилибарне киселине као производа оксидације значајно исцрпљује енергетске могућности бубрега у шоку. Како се шок развија, појављује се веза између количине серотонина у бубрезима и активности ЛДХ, што указује на прелазак активирајућег ефекта серотонина са употребе сукцината (у физиолошким условима) на потрошњу лактата због инхибиције СДХ, што је адаптивна реакција.

Поред тога, серотонин утиче на садржај и метаболизам пуринских нуклеотида, чије повећање нивоа у митохондријама стимулише брзину обрта АТП-а. Серотонин формира реверзибилно дисоцирани мицеларни комплекс са АТП-ом. Смањење садржаја серотонина у ћелијама корелира са смањењем нивоа АТП-а у њима.

Акумулација серотонина током шока је донекле повезана са променама у садржају АТП-а. Истовремено, не може се искључити присуство других облика интрацелуларне везе серотонина са протеинима, липидима, полисахаридима и двовалентним катјонима, чији се ниво у ткивима такође мења током шока.

Учешће серотонина у интрацелуларним енергетским процесима не састоји се само у формирању енергије, већ и у њеном ослобађању уз учешће АТП хидролаза. Серотонин активира Mg-АТПазу. Повећана активност АТПазе митохондрија јетре у шоку такође може бити резултат повећаног нивоа серотонина.

Дакле, акумулација серотонина у телесним ткивима током шока може активно утицати на метаболизам угљених хидрата у гликолитичком и пентозном циклусу, дисање и повезану фосфорилацију, акумулацију и коришћење енергије у ћелијама. Молекуларни механизам деловања серотонина посредован је кретањем јона дуж мембране.

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

Утицај серотонина на функције органа

Дејство серотонина на системском нивоу састоји се у његовом специфичном утицају на функционално стање многих органа. Интравентрикуларна примена серотонина у дозама блиским шокним дозама и интравенозна примена б-окситриптофана (лако продире кроз крвно-мождану баријеру и претвара се у серотонин у мозгу) изазива фазне промене у биоелектричној активности мозга, карактеристичне за реакцију активације у кортексу, хипоталамусу и мезенцефалној ретикуларној формацији. Сличне промене у мозгу су утврђене и у динамици развоја шока, што индиректно указује на значајну улогу серотонина у промени функције централног нервног система током шока. Серотонин је укључен у настанак мембранског потенцијала и организацију синаптичког преноса нервних импулса. Адаптација организма на екстремне ефекте праћена је повећањем садржаја серотонина у мозгу због повећања снаге серотонергичких неурона. Повећање садржаја серотонина у хипоталамусу активира неуросекрецију и појачава функцију хипофизе. Међутим, значајна акумулација серотонина у мозгу може играти важну улогу у развоју његовог едема.

Серотонин има значајан вишеструки ефекат на кардиоваскуларни систем. Велике дозе (10 мг или више) изазивају срчани застој код различитих врста експерименталних животиња. Директни ефекти серотонина на миокард изазивају системску и коронарну хипертензију, као и тешке поремећаје циркулације у срчаном мишићу, праћене његовом некрозом („серотонински“ инфаркт). У овом случају, промене у оксидативном и угљено-фосфорном метаболизму миокарда су блиске онима које се јављају код поремећаја коронарне циркулације. ЕКГ у шоку показује веома значајне промене: повећање праћено успоравањем срчане фреквенције, екстрасистолу, постепено померање електричне осе срца улево и деформацију вентрикуларног комплекса, што може бити резултат поремећаја коронарне циркулације.

Ефекат серотонина на крвни притисак зависи од брзине, дозе и начина примене, као и од врсте експерименталних животиња. Тако, код мачака, зечева и пацова, интравенозна примена серотонина у већини случајева изазива хипотензију. Код људи и паса, она покреће фазне промене: кратку хипотензију, праћену хипертензијом и накнадном хипотензијом. Каротидна артерија је веома осетљива чак и на мале дозе серотонина. Претпоставља се да постоје две врсте рецептора преко којих се пресорни и депресорни ефекти серотонина посредују парасимпатичким нервним системом и каротидним гломерулусом. Интравенозна примена серотонина у дози која приближно одговара његовом садржају у циркулишућем волумену крви у шоку изазива смањење системског крвног притиска, срчаног излаза и периферног васкуларног отпора. Смањење количине серотонина у цревном зиду и плућним ткивима вероватно је повезано са мобилизацијом овог амина из депоа. Ефекат серотонина на респираторне органе може бити и локални и рефлексни, узрокујући бронхиолоспазам и повећану фреквенцију дисања код пацова.

Бубрези садрже малу количину серотонина, али се његов метаболизам значајно мења током њихове исхемије. Велике дозе серотонина изазивају перзистентни патолошки васкуларни спазам, исхемију, жаришта некрозе у кортексу, десолацију, дегенерацију и некрозу тубуларног апарата. Таква морфолошка слика подсећа на микроскопске промене у бубрезима током шока. Значајно (10-20 пута) и перзистентно повећање нивоа серотонина у ткиву бубрега током шока може изазвати дуготрајни спазам њихових крвних судова. Посебно високи нивои серотонина се примећују током дизуричних поремећаја. Код акутне бубрежне инсуфицијенције, концентрација серотонина у крви је повишена у фази олигурије и анурије, почиње да се смањује током периода опоравка диурезе и нормализује се у фази полиурије, а током опоравка пада испод физиолошких вредности. Серотонин смањује проток бубрежне плазме, брзину гломеруларне филтрације, диурезу и излучивање натријума и хлорида урином. Механизам ових поремећаја је последица смањења интрагломеруларног хидростатског притиска и филтрације, као и повећања осмотског градијента садржаја натријума у сржи и дисталним тубулима, што доводи до повећане реапсорпције. Серотонин је важан у механизму бубрежне инсуфицијенције код шока.

Дакле, умерена акумулација серотонина у мозгу и његов централни ефекат у шоку могу бити корисни, посебно у смислу активације ХПАС-а. Активацију енергетских ензима серотонином такође треба сматрати позитивном, компензаторном појавом у шоку. Међутим, прекомерно висока акумулација серотонина у миокарду и бубрезима ствара могућност директног прекомерног утицаја амина на коронарну и бубрежну циркулацију, поремећај његовог метаболизма и појаву срчане и бубрежне инсуфицијенције.

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