Szérum szerotonin

A szerotonin koncentrációjának referenciaértéke (norma) felnőtteknél a vérszérumban 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); teljes vérben 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

A szerotonin (oxitriptamin) egy biogén amin, amely elsősorban a vérlemezkékben található. A szervezetben akár 10 mg szerotonin is keringhet bármikor. A szervezetben lévő szerotonin teljes mennyiségének 80-95%-át a gyomor-bél traktus enterokromaffin sejtjei szintetizálják és tárolják. A szerotonin triptofánból keletkezik dekarboxilezés eredményeként. A gyomor-bél traktus enterokromaffin sejtjeiben a szerotonin nagy részét a vérlemezkék adszorbeálják, és bejut a véráramba. Ez az amin nagy mennyiségben található az agy számos részén, sok van belőle a bőr hízósejtjeiben, és számos belső szervben, beleértve a különböző endokrin mirigyeket is, megtalálható.

A szerotonin vérlemezke-aggregációt és a fibrinmolekulák polimerizációját okozza; thrombocytopenia esetén normalizálhatja a vérrög összehúzódását. Stimuláló hatással van a vérerek, a hörgők és a belek simaizmaira. A simaizmok stimulálásával a szerotonin szűkíti a hörgőket, fokozza a bélperisztaltikát, a vese érhálózatának összehúzásával pedig csökkent diurézishez vezet. A szerotoninhiány a funkcionális bélelzáródás hátterében áll. Az agyi szerotonin depressív hatással vana tobozmirigyet is magában foglaló reproduktív rendszer működésére.

A szerotonin anyagcseréjének leggyakrabban tanulmányozott útja a monoamin-oxidáz általi 5-hidroxi-indolecetsavvá történő átalakulása. Ez az út a szerotonin 20-52%-át metabolizálja az emberi szervezetben.

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

Betegségek és állapotok, amelyekben a szerotonin koncentrációja megváltozik a vérszérumban

A szerotonin szintje emelkedett

• A hasi karcinóma áttétei.
• Medulláris pajzsmirigyrák.
• Dömping szindróma.
• Akut bélelzáródás.
• Cisztás fibrózis.
• Miokardiális infarktus.

A karcinoid szindróma egy ritka betegség, amelyet a karcinoid által termelt fokozott szerotonin-szekréció okoz, amely az esetek több mint 95%-ában a gyomor-bél traktusban lokalizálódik ( vakbél - 45,9%, vékonybél - 27,9%, végbél - 16,7%), de előfordulhat a tüdőben, a húgyhólyagban stb. A karcinoid a bélkripták argyrofil sejtjeiből fejlődik ki. A szerotonin mellett a karcinoid hisztamint, bradikinint és más aminokat, valamint prosztaglandinokat termel. Minden karcinoid potenciálisan rosszindulatú. A rosszindulatú daganat kockázata a daganat méretének növekedésével nő.

A karcinoid szindrómában a vér szerotoninszintézise 5-10-szeresére nő. Egészséges emberekben a triptofánnak csak 1%-a használódik fel a szerotonin szintéziséhez, míg karcinoidos betegeknél - akár 60%-ig is. A szerotonin fokozott szintézise tumorban a nikotinsav szintézisének csökkenéséhez és a PP-vitamin-hiányra (pellagra) jellemző tünetek kialakulásához vezet. A rosszindulatú karcinoidos betegek vizeletében nagyszámú szerotonin-anyagcsere-termék - 5-hidroxi-indolecetsav és 5-hidroxi-indolecetsav - található. Az 5-hidroxi-indolecetsav vizelettel történő kiválasztása, amely meghaladja a 785 μmol/nap értéket (a norma 10,5-36,6 μmol/nap), prognosztikailag kedvezőtlen jelnek tekinthető. A karcinoid radikális sebészeti eltávolítása után a szerotonin koncentrációja a vérben és anyagcsere-termékeinek kiválasztása a vizelettel normalizálódik. A szerotonin-anyagcsere-termékek kiválasztásának normalizálódásának hiánya azt jelzi, hogy a műtét nem volt radikális, vagy áttétek voltak jelen. A szerotonin koncentrációjának némi emelkedése a vérben más gyomor-bélrendszeri betegségek esetén is előfordulhat.

A szerotoninszint csökken

• Down-szindróma
• Kezeletlen fenilketonuria

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

A szerotonin hatása az anyagcserére

Sokk esetén a szerotonin tartalma minden szervben jelentősen megnő, miközben az amin anyagcseréje megzavarodik, és metabolitjainak tartalma megnő.

Mechanizmusok a szerotonin és hisztamin tartalmának növelésére a szövetekben

Mechanizmus	Az őket kiváltó tényezők
Hízósejtek és intesztinális enterokromaffin sejtek degranulációja; aminok felszabadulása	Kis molekulatömegű (monoaminok, diaminok, aromás aminok), makromolekuláris (mérgek, toxinok, antigén-antitest komplex, pepton, anafilaktin) anyagok
A katabolizmus, proteolízis, autolízis fokozódása	Megváltoztatás, glükokortikoidok, pajzsmirigyhormonok feleslege, proteolitikus enzimek fokozott aktivitása, hipoxia
A bakteriális szövetek mitokondriális triptofánjának és hisztidin-dekarboxilázának fokozott aktivitása	Mineralokortikoid-felesleg, glükokortikoid-hiány, adrenalin-felesleg és noradrenalin-hiány
A mitokondriális mono- és diamin-oxidázok csökkent aktivitása	Túlzott kortikoszteroidok, megnövekedett biogén aminok koncentrációja (szubsztrát gátlás), károsodott sav-bázis egyensúly, hipoxia, hipotermia
Újraelosztás a raktári szervektől	A mikrokeringés zavara a bőrben, a tüdőben, a gyomor-bél traktusban

A szerotonin különféle anyagcsere-típusokra hat, de főként a bioenergetikai folyamatokra, amelyek sokk esetén jelentősen megzavarodnak. A szerotonin a következő változásokat okozza a szénhidrát-anyagcserében: a máj-, szívizom- és vázizom-foszforilázok fokozott aktivitása, a glikogéntartalom csökkenése, hiperglikémia, a glikolízis, a glükoneogenezis és a glükóz oxidációjának stimulálása a pentóz-foszfát-ciklusban.

A szerotonin növeli a vér oxigénnyomását és a szövetek oxigénfogyasztását. Koncentrációtól függően vagy gátolja a légzést és az oxidatív foszforilációt a szív és az agy mitokondriumában, vagy serkenti azokat. A szövetek szerotonintartalmának jelentős (2-20-szoros) növekedése az oxidatív folyamatok intenzitásának csökkenéséhez vezet. Számos szervben (vesék és máj), amelyek bioenergetikai folyamatai sokk esetén a leginkább károsodnak, a szerotonintartalom különösen jelentősen (16-24-szeresére) emelkedik. Az agy szerotonintartalma kisebb mértékben (2-4-szeresére) nő, és az energiafolyamatok hosszú ideig magas szinten maradnak. A szerotonin hatása a légzőlánc egyes láncszemeinek aktivitására sokk esetén nem azonos a különböző szervekben. Ha az agyban növeli az NADH2 aktivitását és csökkenti a szukcinát-dehidrogenáz (SDH) aktivitását, akkor a májban növeli az SDH és a citokróm-oxidáz aktivitását. Az enzimaktiváció mechanizmusát a szerotonin adenilát-ciklázra gyakorolt hatása magyarázza, amelyet ATP-ből cAMP képződés követ. Úgy tartják, hogy a cAMP a szerotonin hatásának intracelluláris mediátora. A szövetekben lévő szerotonin tartalma korrelál az energiaenzimek aktivitásának szintjével (különösen az SDH-val és a máj ATPázzal). Az SDH szerotonin általi aktiválása sokk esetén kompenzációs jellegű. A szerotonin túlzott felhalmozódása azonban ahhoz vezet, hogy ez a kapcsolat fordítottá válik, miközben az SDH aktivitása csökken. A borostyánkősav oxidációs termékként való felhasználásának korlátozása jelentősen csökkenti a vesék energiakapacitását sokk esetén. Ahogy a sokk kialakul, összefüggés jelenik meg a vesékben lévő szerotonin mennyisége és az LDH aktivitása között, ami a szerotonin aktiváló hatásának átkapcsolását jelzi a szukcinát felhasználásáról (fiziológiai körülmények között) a laktát fogyasztására az SDH gátlása miatt, ami egy adaptív reakció.

Ezenkívül a szerotonin befolyásolja a purin nukleotidok tartalmát és anyagcseréjét, amelyek szintjének növekedése a mitokondriumokban serkenti az ATP-forgalom sebességét. A szerotonin reverzibilisen disszociáló micelláris komplexet képez az ATP-vel. A szerotonin tartalmának csökkenése a sejtekben korrelál az ATP-szint csökkenésével.

A szerotonin felhalmozódása sokk alatt bizonyos mértékig összefügg az ATP-tartalom változásaival. Ugyanakkor nem zárható ki más intracelluláris szerotonin-kapcsolatok jelenléte fehérjékkel, lipidekkel, poliszacharidokkal és kétértékű kationokkal, amelyek szintje a szövetekben szintén változik sokk alatt.

A szerotonin részvétele az intracelluláris energiafolyamatokban nemcsak az energia előállításában, hanem annak ATP-hidrolázok részvételével történő felszabadításában is áll. A szerotonin aktiválja az Mg-ATPázt. A máj mitokondriumának ATPázának fokozott aktivitása sokk esetén szintén a megnövekedett szerotoninszint eredménye lehet.

Így a szerotonin felhalmozódása a test szöveteiben sokk alatt aktívan befolyásolhatja a szénhidrátok anyagcseréjét a glikolitikus és pentóz ciklusokban, a légzést és a kapcsolódó foszforilációt, az energia felhalmozódását és felhasználását a sejtekben. A szerotonin hatásának molekuláris mechanizmusát az ionok membránon keresztüli mozgása közvetíti.

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

A szerotonin hatása a szervek működésére

A szerotonin szisztémás szintű hatása abban rejlik, hogy specifikusan befolyásolja számos szerv funkcionális állapotát. A szerotonin intraventrikuláris beadása a sokkdózishoz közeli dózisokban, valamint a béta-oxitriptofán intravénás beadása (amely könnyen áthatol a vér-agy gáton és szerotoninná alakul az agyban) fázisváltozásokat okoz az agy bioelektromos aktivitásában, amelyek jellemzőek az agykéreg, a hipotalamusz és a mesencephalikus retikuláris állomány aktivációs reakciójára. Hasonló agyi változásokat állapítottak meg a sokk kialakulásának dinamikájában is, ami közvetve a szerotonin jelentős szerepét jelzi a központi idegrendszer működésének megváltoztatásában sokk során. A szerotonin részt vesz a membránpotenciál kialakulásában és az idegimpulzusok szinaptikus átvitelének megszervezésében. A szervezet extrém hatásokhoz való alkalmazkodását az agy szerotonintartalmának növekedése kíséri a szerotonerg neuronok erejének növekedése miatt. A hipotalamusz szerotonintartalmának növekedése aktiválja a neuroszekréciót és fokozza az agyalapi mirigy működését. Azonban a szerotonin jelentős felhalmozódása az agyban fontos szerepet játszhat az ödéma kialakulásában.

A szerotonin jelentős, sokrétű hatással van a szív- és érrendszerre. Nagy dózisok (10 mg vagy több) szívmegállást okozhatnak különféle kísérleti állatoknál. A szerotonin közvetlen hatása a szívizomra szisztémás és koszorúér-hipertóniát, valamint súlyos keringési zavarokat okoz a szívizomban, amelyeket annak nekrózisa kísér ("szerotonin" infarktus). Ebben az esetben a szívizom oxidatív és szénhidrát-foszfor anyagcseréjének változásai közel állnak a koszorúér-keringési zavarokban bekövetkező változásokhoz. A sokkos EKG-n nagyon jelentős változások mutatkoznak: a pulzusszám növekedése, majd lassulása, extraszisztolé, a szív elektromos tengelyének fokozatos balra tolódása és a kamrai komplex deformációja, ami a koszorúér-keringési zavarok következménye lehet.

A szerotonin vérnyomásra gyakorolt hatása az adagolás sebességétől, dózisától és módjától, valamint a kísérleti állatok típusától függ. Így macskáknál, nyulakon és patkányokon a szerotonin intravénás beadása a legtöbb esetben hipotenziót okoz. Embereknél és kutyáknál fázisváltozásokat indít el: rövid hipotenziót, majd magas vérnyomást, majd hipotenziót. A carotis artéria már kis szerotonin dózisokra is nagyon érzékeny. Feltételezik, hogy kétféle receptor létezik, amelyeken keresztül a szerotonin presszor és depresszor hatását a paraszimpatikus idegrendszer és a carotis glomerulus közvetíti. A szerotonin intravénás beadása a keringő vértérfogatban lévő tartalmának megközelítőleg megfelelő dózisban sokk esetén a szisztémás vérnyomás, a perctérfogat és a perifériás érrendszeri ellenállás csökkenését okozza. A szerotonin mennyiségének csökkenése a bélfalban és a tüdőszövetekben valószínűleg összefügg ennek az aminnak a depóból való mobilizációjával. A szerotonin légzőszervekre gyakorolt hatása lehet lokális és reflexes is, patkányokban broncholospasmust és fokozott légzésszámot okozva.

A vesék kis mennyiségű szerotonint tartalmaznak, de anyagcseréje jelentősen megváltozik iszkémia esetén. A szerotonin nagy dózisai tartós kóros érrendszeri görcsöt, iszkémiát, kéregben nekrózis gócokat, a tubuláris apparátus pusztulását, degenerációját és nekrózisát okozzák. Ez a morfológiai kép a vesékben sokk alatt bekövetkező mikroszkopikus változásokra hasonlít. A vese szövetében a szerotoninszint jelentős (10-20-szoros) és tartós emelkedése sokk esetén az erek hosszú távú görcsét okozhatja. Különösen magas szerotoninszint figyelhető meg dysuriás rendellenességek esetén. Akut veseelégtelenség esetén a vérben lévő szerotonin koncentrációja az oliguria és az anuria stádiumában emelkedik, a diurézis felépülésének időszakában csökkenni kezd, a poliuria fázisában normalizálódik, majd a felépülés során a fiziológiás értékek alá csökken. A szerotonin csökkenti a vese plazmaáramlását, a glomeruláris filtrációs rátát, a diurézist, valamint a nátrium és a kloridok kiválasztását a vizelettel. Ezen rendellenességek mechanizmusa az intraglomeruláris hidrosztatikai nyomás és a filtráció csökkenése, valamint a nátriumtartalom ozmotikus gradiensének növekedése a velőben és a disztális tubulusokban, ami fokozott reabszorpcióhoz vezet. A szerotonin fontos szerepet játszik a sokkos veseelégtelenség mechanizmusában.

Így a szerotonin mérsékelt felhalmozódása az agyban és központi hatása sokkban hasznos lehet, különösen a HPAS aktiválása szempontjából. Az energiaenzimek szerotonin általi aktiválódását szintén pozitív, kompenzációs jelenségnek kell tekinteni sokkban. A szerotonin túlzottan magas felhalmozódása a szívizomban és a vesékben azonban megteremti az amin közvetlen túlzott hatásának lehetőségét a koszorúér- és vesekeringésre, anyagcseréjének zavarát, valamint szív- és veseelégtelenség kialakulását okozhatja.

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