Serotonina- działanie i zastosowanie

Serotonina (5-hydroksytryptamina, 5-HT) jest indolową aminą endogenną występującą w tkankach nie tylko ludzi, ale także innych kręgowców, bezkręgowców, a nawet roślin (ananasów, bananów, śliwek, orzechów).

U człowieka zlokalizowana jest w płytkach krwi, komórkach enterochromafinowych przewodu pokarmowego oraz w mózgowiu, głównie w jądrze przegrody rdzenia przedłużonego.

Mimo obecności znacznych ilości 5-HT w płytkach krwi, serotonina nie jest w nich syntetyzowana. Trombocyty wychwytują je bowiem z jelit w czasie przepływu przez jelitowe naczynia krwionośne i gromadzą się w ziarnistościach komórkowych. Synteza ma miejsce w neuronach skupionych w środkowych częściach pnia mózgu, tzw. jądrach szwu. Substratem do syntezy jest tryptofan, aminokwas dostarczany do organizmu z pożywieniem. Po hydrolizie tego związku powstaje 5-hydroksytryptofan, który następnie ulega dekarboksylacji do 5-hydroksytryptaminy.

Głównym produktem metabolizmu serotoniny jest kwas 5-hydroksyindolooctowy (5-HIAA). Metabolit ten po usunięciu na zewnątrz neuronu przedostaje się do płynu mózgowo-rdzeniowego oraz krwi. Wydalany jest wraz z moczem. W szyszynce serotonina przekształcana jest do N-acetyloserotoniny, a następnie do N-acetylo-5-netoksytryptaminy (melatoniny). Metabolitami 5-HT są również 5-hydroksytryptofol, 5-metoksytryptofol i kwas 5-metoksyindolowy.

Receptory serotoninergiczne

Wpływ serotoniny na organizm wynika z oddziaływania z receptorami serotoninergicznymi. Receptory dla 5-HT dzieli się na kilka typów, w obrębie których znajduje się wiele podtypów. Receptory należące do grupy 5-HT1A biorą udział w hamowaniu aktywności neuronów. regulują uwalnianie acetylocholiny oraz wpływają na ośrodkowe działania glikokortykosteroidów.

Receptory 5-HT2 związane są z kolei z układem dopaminergicznym. Receptor 5-HT3 ma natomiast charakter receptora jonotropowego, który działa pobudzająco na wiele komórek nerwowych. W przeciwieństwie do niego, receptor 5-HT4 działa hamująco. Oba typy receptora serotoninergicznego zlokalizowane są przede wszystkim w przewodzie pokarmowym, a dokładnie w splocie warstwy mięśniowej jelita.

Jak działa serotonina?

Serotonina, poprzez wpływ na mięśnie gładkie, kurczy żyły, naczynia krwionośne trzewi, nerek, płuc, mózgu, łożyska i naczyń pępowinowych. Pobudza również czynności skurczowe macicy, dzięki czemu bierze udział w zapoczątkowaniu akcji porodowej. Rozszerzająco działa natomiast na naczynia mięśni prążkowanych oraz naczynia skórne. Wpływ 5-HT na ciśnienie tętnicze krwi jest trójfazowy. Początkowo następuje spadek ciśnienia krwi, który jest wynikiem odruchowego pobudzenia nerwu błędnego spowodowanego podrażnieniem chemoreceptorów naczyń wieńcowych.

Zobacz również:

Następnie w efekcie krótkotrwałego zwiększenia oporu naczyniowego i zwiększenia objętości wyrzutowej serca obserwowany jest wzrost ciśnienia. Trzecią fazą jest ponowny, dłużej utrzymujący się spadek ciśnienia tętniczego krwi. Jest on skutkiem przede wszystkim rozszerzenia naczyń mięśni prążkowych. Pobudzenie chemoreceptorów naczyń wieńcowych powoduje nie tylko spadek ciśnienia w pierwszej fazie, ale także odruchowe zahamowanie układu adrenergicznego i pobudzenie aktywności układu cholinergicznego serca. Działanie to nazywane jest odruchem Bezolda-Jarischa.

Objawia się rzadkoskurczem i hipotonią, które mogą prowadzić do zapaści. Duże znaczenie dla organizmu ma wpływ 5-HT na przewód pokarmowy. Obejmuje on zwiększenie perystaltyki jelita cienkiego oraz zahamowanie motoryki żołądka i jelita grubego. Serotonina zmniejsza też wydzielanie soku żołądkowego wywołane acetylocholiną lub histaminą oraz zwiększa wydzielanie śluzu żołądkowego. Ponadto jest jednym z mediatorów (obok histaminy, dopaminy i acetylocholiny) wytwarzania odruchu wymiotnego.

Serotonina najprawdopodobniej bierze udział w hamowaniu procesów regulacyjnych w ośrodkowym układzie nerwowym. Związana jest również z mechanizmami snu. W procesach snu i czuwania znaczenie ma między innymi równowaga między układami neuronów noradrenergicznych i serotoninergicznych. Badania wykazały też, że podanie 5-HT do krwi tętniczej zaopatrującej mózg wywołuje zmiany w obrazie EEG charakterystyczne dla snu wolnofalowego.

Serotonina ma także swój udział w procesach emocjonalnych, pobudzeniu ruchowym i seksualnym oraz łaknieniu (zmniejsza apetyt przez wpływ na receptory 5-HT2C i 5-HT1B). Ponadto wpływa na przekaźnictwo bodźców bólowych i czuciowych – pobudzając czuciowe zakończenia komórek nerwowych, powoduje ból. Istnieją również dane wskazujące na udział serotoniny w patogenezie bólów głowy pochodzenia naczyniowego, w tym bólów migrenowych i zespołu Hortona, a także wstrząsu i psychoz.

Serotonina jako chemiczny mediator napadu duszności (działa kurcząco na oskrzela) wyzwalany w czasie degranulacji mastocytów i bazofilów bierze udział w przebiegu astmy. Wytwarzanie znacznych ilości 5-HT obserwowane jest również w przebiegu nowotworu komórek enterochromafinowych – karcynoidu. Uwalnianie serotoniny u chorych na ten nowotwór powoduje występowanie napadów zaczerwienienia skóry twarzy i klatki piersiowej, hipotonię oraz biegunki. Należy także zauważyć szkodliwy wpływ serotoniny na środbłonek naczyń krwionośnych, który ma znaczenie w patogenezie miażdżycy.

Czy serotonina jest lekiem?

Serotonina nie jest wykorzystywana jako substancja lecznicza. Związek ten znalazł jednak zastosowanie w badaniach, których celem jest określenie mechanizmów działania 5-HT w funkcjonowaniu narządów oraz stanów patologicznych.

W lecznictwie stosowane są natomiast leki będące agonistami lub antagonistami poszczególnych receptorów serotoninergicznych.

Sumatriptan jest lekiem o bardzo silnym działaniu, które jest wynikiem pobudzenia receptorów 5-HT1D. Wykorzystywany jest w zapobieganiu bólom migrenowym oraz w przerywaniu napadów migreny.

Cisaprit jest natomiast agonistą receptorów 5-HT4. Należy do grupy leków prokinetycznych, czyli pobudzających motorykę jelit i ułatwiających opróżnianie żołądka. Cisaprid stosowany jest w atonii żołądka i jelit oraz w leczeniu refluksu żołądkowo-jelitowego.

Buspiron i ipsapiron są natomiast częściowymi agonistami receptorów 5-HT1A. Wykazują się działaniem anksjolitycznym (przeciwlekowym).

Leki będące antagoniastami receptorów 5-HT3 (ondansetron, tropisetron, granisetron, dolasetron) cechują się silnym działaniem przeciwwymiotnym. Niekiedy bywają określane mianem setronów. Poza aktywnością przeciwwymiotną działają przeciwlękowo i przeciwdepresyjnie. Wykorzystywane są w celu hamowania wymiotów wywołanych lekami cytostatycznymi lub napromienianiem jamy brzusznej.

Niektóre substancje lecznicze wpływają także na przekaźnictwo serotoninergiczne poprzez zwiększanie uwalniania 5-HT i hamowanie jej wychwytu zwrotnego. Do takich leków zaliczane są między innymi fluoksetyna i sertralina. Związki te zmieniają preferencje smakowe, hamują ośrodek głodu (zmniejszają łaknienie), działają przeciwdepresyjnie, a także wpływają na metabolizm i termogenezę.

Źródła:
Janiec W. (red.): Farmakodynamika. Podręcznik dla studentów farmacji. PZWL, Warszawa 2008,
Kostowski W., Herman Z. S. (red.): Farmakologia. Podstawy farmakoterapii. PZWL, Warszawa 2010.

Autor: Marta Grochowska