Serum serotonin

Referenceværdier (normer) for serotoninkoncentration i blodserum hos voksne er 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); i fuldblod - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

Serotonin (oxytryptamin) er en biogen amin, der primært findes i blodplader. Op til 10 mg serotonin cirkulerer i kroppen på et givet tidspunkt. Fra 80 til 95 % af den samlede mængde serotonin i kroppen syntetiseres og lagres i enterochromaffincellerne i mave-tarmkanalen. Serotonin dannes fra tryptofan som følge af decarboxylering. I enterochromaffincellerne i mave-tarmkanalen adsorberes det meste af serotoninet af blodplader og kommer ind i blodbanen. Denne amin er lokaliseret i store mængder i en række dele af hjernen, der er meget af den i mastceller i huden, og den findes i mange indre organer, herunder forskellige endokrine kirtler.

Serotonin forårsager blodpladeaggregering og polymerisering af fibrinmolekyler; ved trombocytopeni kan det normalisere tilbagetrækningen af blodpropper. Det har en stimulerende effekt på den glatte muskulatur i blodkar, bronkioler og tarme. Ved at stimulere den glatte muskulatur forsnævrer serotonin bronkiolerne, hvilket forårsager øget tarmperistaltik, og ved at vasokonstrikere det nyrevaskulære netværk fører det til nedsat diurese. Serotoninmangel ligger til grund for funktionel tarmobstruktion. Serotonin i hjernen har en hæmmende effekt på funktionen af reproduktionssystemet, der involverer pinealkirtlen.

Den mest undersøgte metaboliseringsvej for serotonin er dens omdannelse til 5-hydroxyindoleddikesyre via monoaminoxidase. Denne metaboliseringsvej metaboliserer 20-52% af serotonin i den menneskelige krop.

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

Sygdomme og tilstande, hvor koncentrationen af serotonin i blodserum ændrer sig

Serotonin er forhøjet

• Metastaser af abdominalkarcinom.
• Medullær skjoldbruskkirtelkræft.
• Dumpingsyndrom.
• Akut tarmobstruktion.
• Cystisk fibrose.
• Myokardieinfarkt.

Carcinoid syndrom er en sjælden sygdom forårsaget af øget sekretion af serotonin fra carcinoid, som i mere end 95% af tilfældene er lokaliseret i mave-tarmkanalen ( blindtarm - 45,9%, ileum - 27,9%, endetarm - 16,7%), men kan være lokaliseret i lunger, blære osv. Carcinoid udvikles fra argyrofile celler i tarmkrypter. Sammen med serotonin producerer carcinoid histamin, bradykinin og andre aminer, samt prostaglandiner. Alle carcinoider er potentielt maligne. Risikoen for malignitet stiger, når tumorstørrelsen stiger.

Koncentrationen af serotonin i blodet ved carcinoid syndrom stiger 5-10 gange. Hos raske mennesker bruges kun 1% tryptofan til at syntetisere serotonin, mens det hos patienter med carcinoid - op til 60%. Øget syntese af serotonin i en tumor fører til et fald i syntesen af nikotinsyre og udvikling af symptomer specifikke for vitamin PP-mangel (pellagra). Et stort antal serotoninmetabolismeprodukter - 5-hydroxyindoleddikesyre og 5-hydroxyindoleddikesyre - påvises i urinen hos patienter med malign carcinoid. Udskillelse af 5-hydroxyindoleddikesyre i urinen, der overstiger 785 μmol/dag (normen er 10,5-36,6 μmol/dag), betragtes som et prognostisk ugunstigt tegn. Efter radikal kirurgisk fjernelse af carcinoidet normaliseres koncentrationen af serotonin i blodet og udskillelsen af dets metaboliske produkter med urinen. Fraværet af normalisering af udskillelsen af serotoninmetabolismeprodukter indikerer, at operationen ikke var radikal, eller at der var metastaser til stede. En vis stigning i serotoninkoncentrationen i blodet kan også forekomme ved andre mave-tarmsygdomme.

Serotonin er reduceret

• Downs syndrom
• Ubehandlet fenylketonuri

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

Serotonins effekt på stofskiftet

Ved chok stiger indholdet af serotonin i alle organer betydeligt, mens aminens metabolisme forstyrres, og indholdet af dens metabolitter stiger.

Mekanismer til at øge indholdet af serotonin og histamin i væv

Mekanisme	Faktorer, der forårsager dem
Degranulering af mastceller, intestinale enterochromaffinceller; frigivelse af aminer	Lavmolekylære (monoaminer, diaminer, aromatiske aminer), makromolekylære (giftstoffer, toksiner, antigen-antistofkompleks, pepton, anafylaktin) stoffer
Intensivering af katabolisme, proteolyse, autolyse	Ændring, overskud af glukokortikoider, skjoldbruskkirtelhormoner, øget aktivitet af proteolytiske enzymer, hypoxi
Øget aktivitet af bakterievævets mitokondrietryptofan og histidindecarboxylase	Mineralokortikoidoverskud, glukokortikoidmangel, adrenalinoverskud og noradrenalinmangel
Nedsat aktivitet af mitokondrielle mono- og diaminoxidaser	Overskydende kortikosteroider, øget koncentration af biogene aminer (substrathæmning), nedsat syre-basebalance, hypoxi, hypotermi
Omfordeling fra depotlegemer	Forstyrrelse af mikrocirkulationen i hud, lunger, mave-tarmkanal

Serotonin påvirker forskellige typer stofskifte, men primært bioenergetiske processer, som forstyrres betydeligt i chok. Serotonin forårsager følgende ændringer i kulhydratstofskiftet: øget aktivitet af lever-, myokardie- og skeletmuskulaturfosforylaser, nedsat glykogenindhold i dem, hyperglykæmi, stimulering af glykolyse, glukoneogenese og oxidation af glukose i pentosefosfatcyklussen.

Serotonin øger iltspændingen i blodet og dets forbrug i væv. Afhængigt af koncentrationen hæmmer det enten respiration og oxidativ fosforylering i mitokondrierne i hjertet og hjernen eller stimulerer dem. En signifikant (2-20 gange) stigning i serotoninindholdet i væv fører til et fald i intensiteten af oxidative processer. I en række organer (nyrer og lever), hvor de bioenergetiske processer er mest svækkede i shock, er serotoninindholdet særligt signifikant forhøjet (16-24 gange). Serotoninindholdet i hjernen øges i mindre grad (2-4 gange), og energiprocesserne i det forbliver på et højt niveau i lang tid. Serotonins effekt på aktiviteten af individuelle led i respirationssystemet i shock er ikke den samme i forskellige organer. Hvis det i hjernen øger aktiviteten af NADH2 og reducerer aktiviteten af succinatdehydrogenase (SDH), øger det i leveren aktiviteten af SDH og cytokromoxidase. Mekanismen for enzymaktivering forklares ved serotonins effekt på adenylatcyklase med efterfølgende dannelse af cAMP fra ATP. Det antages, at cAMP er en intracellulær mediator af serotonins virkning. Indholdet af serotonin i væv korrelerer med aktivitetsniveauet af energienzymer (især med SDH og lever-ATPase). Aktivering af SDH af serotonin i shock er af kompenserende karakter. Imidlertid fører overdreven ophobning af serotonin til, at karakteren af dette forhold bliver invers, mens SDH-aktiviteten falder. Begrænsning af brugen af ravsyre som et oxidationsprodukt udtømmer nyrernes energikapacitet betydeligt i shock. Efterhånden som shock udvikler sig, opstår der en sammenhæng mellem mængden af serotonin i nyrerne og LDH-aktiviteten, hvilket indikerer et skift i serotonins aktiverende effekt fra brugen af succinat (under fysiologiske forhold) til forbruget af laktat på grund af hæmning af SDH, hvilket er en adaptiv reaktion.

Derudover påvirker serotonin indholdet og metabolismen af purinnukleotider, hvis stigning i niveauet i mitokondrier stimulerer ATP-omsætningshastigheden. Serotonin danner et reversibelt dissocierende micellært kompleks med ATP. Et fald i serotoninindholdet i celler korrelerer med et fald i ATP-niveauet i dem.

Ophobningen af serotonin under shock er i et vist omfang forbundet med ændringer i ATP-indholdet. Samtidig kan tilstedeværelsen af andre former for intracellulær serotoninforbindelse med proteiner, lipider, polysaccharider og divalente kationer, hvis niveau i væv også ændrer sig under shock, ikke udelukkes.

Serotonins deltagelse i intracellulære energiprocesser består ikke kun i dannelsen af energi, men også i dets frigivelse med deltagelse af ATP-hydrolaser. Serotonin aktiverer Mg-ATPase. Øget aktivitet af levermitokondrier (ATPase) i shock kan også være et resultat af øgede serotoninniveauer.

Således kan ophobningen af serotonin i kroppens væv under chok aktivt påvirke metabolismen af kulhydrater i de glykolytiske og pentosecyklusser, respiration og tilhørende fosforylering, ophobning og brug af energi i celler. Den molekylære mekanisme for serotonins virkning medieres af ioners bevægelse langs membranen.

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

Serotonins effekt på organfunktioner

Serotonins virkning på det systemiske niveau består i dets specifikke indflydelse på mange organers funktionelle tilstand. Intraventrikulær administration af serotonin i doser tæt på chokdoser og intravenøs administration af b-oxytryptophan (som let trænger ind i blod-hjerne-barrieren og omdannes til serotonin i hjernen) forårsager faseændringer i hjernens bioelektriske aktivitet, hvilket er karakteristisk for aktiveringsreaktionen i cortex, hypothalamus og mesencephalic retikulær dannelse. Lignende ændringer i hjernen er blevet fastslået i dynamikken i chokutviklingen, hvilket indirekte indikerer en betydelig rolle for serotonin i at ændre centralnervesystemets funktion under chok. Serotonin er involveret i forekomsten af membranpotentiale og organiseringen af synaptisk transmission af nerveimpulser. Kroppens tilpasning til ekstreme effekter ledsages af en stigning i serotoninindholdet i hjernen på grund af en stigning i serotonerge neuroners kraft. En stigning i serotoninindholdet i hypothalamus aktiverer neurosekretion og forbedrer hypofysens funktion. Imidlertid kan en betydelig ophobning af serotonin i hjernen spille en vigtig rolle i udviklingen af dens ødem.

Serotonin har en betydelig og mangesidet effekt på det kardiovaskulære system. Store doser (10 mg eller mere) forårsager hjertestop hos forskellige typer forsøgsdyr. Direkte virkninger af serotonin på myokardiet forårsager systemisk og koronar hypertension samt alvorlige kredsløbsforstyrrelser i hjertemusklen, ledsaget af dens nekrose ("serotonininfarkt"). I dette tilfælde er ændringerne i myokardiets oxidative og kulhydrat-fosformetabolisme tæt på dem, der forekommer ved koronare kredsløbsforstyrrelser. EKG'et under shock viser meget signifikante ændringer: en stigning efterfulgt af en nedgang i hjertefrekvensen, ekstrasystoli, en gradvis forskydning af hjertets elektriske akse til venstre og deformation af det ventrikulære kompleks, hvilket kan være et resultat af koronare kredsløbsforstyrrelser.

Serotonins effekt på blodtrykket afhænger af administrationshastigheden, dosis og metode, samt typen af forsøgsdyr. Hos katte, kaniner og rotter forårsager intravenøs administration af serotonin således i de fleste tilfælde hypotension. Hos mennesker og hunde initierer det faseændringer: kortvarig hypotension, efterfulgt af hypertension og efterfølgende hypotension. Halspulsåren er meget følsom, selv over for små doser serotonin. Det antages, at der er to typer receptorer, hvorigennem serotonins pressor- og depressoreffekter medieres af det parasympatiske nervesystem og carotis glomerulus. Intravenøs administration af serotonin i en dosis, der omtrent svarer til dets indhold i det cirkulerende blodvolumen under shock, forårsager et fald i systemisk blodtryk, hjerteoutput og perifer vaskulær modstand. Et fald i mængden af serotonin i tarmvæggen og lungevævet er sandsynligvis forbundet med mobiliseringen af denne amin fra depotet. Serotonins effekt på åndedrætsorganerne kan være både lokal og refleksiv, hvilket forårsager bronkiolospasme og øget respirationsfrekvens hos rotter.

Nyrerne indeholder en lille mængde serotonin, men dets metabolisme ændrer sig betydeligt under deres iskæmi. Store doser serotonin forårsager vedvarende patologiske vaskulære spasmer, iskæmi, nekrosefokus i cortex, øde, degeneration og nekrose af det tubulære apparat. Et sådant morfologisk billede ligner mikroskopiske ændringer i nyrerne under shock. En signifikant (10-20 gange) og vedvarende stigning i serotoninniveauet i nyrevævet under shock kan forårsage langvarige spasmer i deres kar. Særligt høje serotoninniveauer observeres under dysuriske lidelser. Ved akut nyresvigt er koncentrationen af serotonin i blodet forhøjet i stadiet af oliguri og anuri, begynder at falde i perioden med diurese-genopretning og normaliseres i polyuri- fasen og falder til under fysiologiske værdier under genopretning. Serotonin reducerer renal plasmaflow, glomerulær filtrationshastighed, diurese og udskillelse af natrium og chlorider i urinen. Mekanismen bag disse lidelser skyldes et fald i intraglomerulært hydrostatisk tryk og filtration, samt en stigning i den osmotiske gradient af natriumindhold i medulla og distale tubuli, hvilket fører til øget reabsorption. Serotonin er vigtig i mekanismen bag nyresvigt ved shock.

Således kan moderat ophobning af serotonin i hjernen og dens centrale effekt i shock være nyttig, især med hensyn til aktivering af HPAS. Aktivering af energienzymer af serotonin bør også betragtes som et positivt, kompenserende fænomen i shock. Imidlertid skaber en for høj ophobning af serotonin i myokardiet og nyrerne muligheden for direkte overdreven påvirkning af aminen på koronar- og nyrecirkulation, forstyrrelse af dens metabolisme og forekomst af hjerte- og nyresvigt.

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