Σεροτονίνη ορού

Οι τιμές αναφοράς (κανονικές) για τη συγκέντρωση σεροτονίνης στον ορό του αίματος σε ενήλικες είναι 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l)· στο πλήρες αίμα - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

Η σεροτονίνη (οξυτρυπταμίνη) είναι μια βιογενής αμίνη που βρίσκεται κυρίως στα αιμοπετάλια. Έως και 10 mg σεροτονίνης κυκλοφορούν στο σώμα ανά πάσα στιγμή. Από 80 έως 95% της συνολικής ποσότητας σεροτονίνης στο σώμα συντίθεται και αποθηκεύεται στα εντεροχρωμαφινικά κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα. Η σεροτονίνη σχηματίζεται από την τρυπτοφάνη ως αποτέλεσμα της αποκαρβοξυλίωσης. Στα εντεροχρωμαφινικά κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα, το μεγαλύτερο μέρος της σεροτονίνης προσροφάται από τα αιμοπετάλια και εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτή η αμίνη εντοπίζεται σε μεγάλες ποσότητες σε πολλά μέρη του εγκεφάλου, υπάρχει μεγάλη ποσότητα στα μαστοκύτταρα του δέρματος, βρίσκεται σε πολλά εσωτερικά όργανα, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων ενδοκρινών αδένων.

Η σεροτονίνη προκαλεί συσσωμάτωση αιμοπεταλίων και πολυμερισμό μορίων ινώδους. Στην θρομβοπενία, μπορεί να ομαλοποιήσει την σύσπαση των θρόμβων αίματος. Έχει διεγερτική επίδραση στους λείους μύες των αιμοφόρων αγγείων, των βρογχιολίων και των εντέρων. Διεγείροντας τους λείους μύες, η σεροτονίνη στενεύει τα βρογχιόλια, προκαλώντας αυξημένη εντερική περίσταλση, και αγγειοσυστέλλοντας το νεφρικό αγγειακό δίκτυο, οδηγεί σε μειωμένη διούρηση. Η ανεπάρκεια σεροτονίνης αποτελεί τη βάση της λειτουργικής εντερικής απόφραξης. Η σεροτονίνη στον εγκέφαλο έχει κατασταλτική επίδραση στη λειτουργία του αναπαραγωγικού συστήματος που περιλαμβάνει την επίφυση.

Η πιο μελετημένη οδός μεταβολισμού της σεροτονίνης είναι η μετατροπή της σε 5-υδροξυινδολοοξικό οξύ από την μονοαμινοξειδάση. Αυτή η οδός μεταβολίζει το 20-52% της σεροτονίνης στο ανθρώπινο σώμα.

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

Ασθένειες και καταστάσεις στις οποίες αλλάζει η συγκέντρωση σεροτονίνης στον ορό του αίματος

Η σεροτονίνη είναι αυξημένη

• Μεταστάσεις καρκινώματος κοιλίας.
• Μυελοειδής καρκίνος του θυρεοειδούς.
• Σύνδρομο ντάμπινγκ.
• Οξεία εντερική απόφραξη.
• Κυστική ίνωση.
• Έμφραγμα του μυοκαρδίου.

Το καρκινοειδές σύνδρομο είναι μια σπάνια ασθένεια που προκαλείται από την αυξημένη έκκριση σεροτονίνης από το καρκινοειδές, η οποία σε περισσότερο από 95% των περιπτώσεων εντοπίζεται στο γαστρεντερικό σωλήνα ( σκωληκοειδής απόφυση - 45,9%, ειλεός - 27,9%, ορθό - 16,7%), αλλά μπορεί να εντοπιστεί στους πνεύμονες, την ουροδόχο κύστη κ.λπ. Το καρκινοειδές αναπτύσσεται από αργυροφιλικά κύτταρα των εντερικών κρυπτών. Μαζί με τη σεροτονίνη, το καρκινοειδές παράγει ισταμίνη, βραδυκινίνη και άλλες αμίνες, καθώς και προσταγλανδίνες. Όλα τα καρκινοειδή είναι δυνητικά κακοήθη. Ο κίνδυνος κακοήθειας αυξάνεται καθώς αυξάνεται το μέγεθος του όγκου.

Η συγκέντρωση σεροτονίνης στο αίμα στο καρκινοειδές σύνδρομο αυξάνεται κατά 5-10 φορές. Σε υγιείς ανθρώπους, μόνο το 1% της τρυπτοφάνης χρησιμοποιείται για τη σύνθεση σεροτονίνης, ενώ σε ασθενείς με καρκινοειδές - έως και 60%. Η αυξημένη σύνθεση σεροτονίνης σε έναν όγκο οδηγεί σε μείωση της σύνθεσης νικοτινικού οξέος και στην ανάπτυξη συμπτωμάτων ειδικών για την ανεπάρκεια βιταμίνης PP (πελλάγρα). Ένας μεγάλος αριθμός προϊόντων μεταβολισμού σεροτονίνης - 5-υδροξυινδολεοξικό και 5-υδροξυινδολεοξικό οξύ - ανιχνεύεται στα ούρα ασθενών με κακόηθες καρκινοειδές. Η απέκκριση 5-υδροξυινδολεοξικού οξέος στα ούρα, που υπερβαίνει τα 785 μmol/ημέρα (ο κανόνας είναι 10,5-36,6 μmol/ημέρα), θεωρείται προγνωστικά δυσμενές σημάδι. Μετά από ριζική χειρουργική αφαίρεση του καρκινοειδούς, η συγκέντρωση σεροτονίνης στο αίμα και η απέκκριση των μεταβολικών προϊόντων του με τα ούρα ομαλοποιούνται. Η απουσία ομαλοποίησης της απέκκρισης των προϊόντων μεταβολισμού σεροτονίνης υποδηλώνει ότι η επέμβαση δεν ήταν ριζική ή ότι υπήρχαν μεταστάσεις. Κάποια αύξηση της συγκέντρωσης σεροτονίνης στο αίμα μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε άλλες γαστρεντερικές παθήσεις.

Η σεροτονίνη μειώνεται

• Σύνδρομο Ντάουν
• Μη θεραπευμένη φαινυλκετονουρία

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

Η επίδραση της σεροτονίνης στον μεταβολισμό

Σε περίπτωση σοκ, η περιεκτικότητα σε σεροτονίνη σε όλα τα όργανα αυξάνεται σημαντικά, ενώ ο μεταβολισμός της αμίνης διαταράσσεται και η περιεκτικότητα των μεταβολιτών της αυξάνεται.

Μηχανισμοί για την αύξηση της περιεκτικότητας σεροτονίνης και ισταμίνης στους ιστούς

Μηχανισμός	Παράγοντες που τα προκαλούν
Αποκοκκίωση μαστοκυττάρων, εντερικών εντεροχρωμαφινικών κυττάρων· απελευθέρωση αμινών	Χαμηλού μοριακού βάρους (μονοαμίνες, διαμίνες, αρωματικές αμίνες), μακρομοριακές (δηλητήρια, τοξίνες, σύμπλοκο αντιγόνου-αντισώματος, πεπτόνη, αναφυλακτίνη) ουσίες
Εντατικοποίηση του καταβολισμού, της πρωτεόλυσης, της αυτόλυσης	Αλλαγή, περίσσεια γλυκοκορτικοειδών, θυρεοειδικών ορμονών, αυξημένη δραστηριότητα πρωτεολυτικών ενζύμων, υποξία
Αυξημένη δραστικότητα της τρυπτοφάνης και της ιστιδίνης δεκαρβοξυλάσης των μιτοχονδριακών βακτηριακών ιστών	Περίσσεια μεταλλοκορτικοειδών, ανεπάρκεια γλυκοκορτικοειδών, περίσσεια αδρεναλίνης και ανεπάρκεια νοραδρεναλίνης
Μειωμένη δραστηριότητα των μιτοχονδριακών μονο- και διαμινο οξειδασών	Υπερβολική δόση κορτικοστεροειδών, αυξημένη συγκέντρωση βιογενών αμινών (αναστολή υποστρώματος), διαταραχή της οξεοβασικής ισορροπίας, υποξία, υποθερμία
Αναδιανομή από τα αποθετήρια	Διαταραχή της μικροκυκλοφορίας στο δέρμα, τους πνεύμονες, το γαστρεντερικό σωλήνα

Η σεροτονίνη επηρεάζει διάφορους τύπους μεταβολισμού, αλλά κυρίως βιοενεργειακές διεργασίες, οι οποίες διαταράσσονται σημαντικά στο σοκ. Η σεροτονίνη προκαλεί τις ακόλουθες αλλαγές στον μεταβολισμό των υδατανθράκων: αυξημένη δραστηριότητα των φωσφορυλασών του ήπατος, του μυοκαρδίου και των σκελετικών μυών, μειωμένη περιεκτικότητα σε γλυκογόνο σε αυτές, υπεργλυκαιμία, διέγερση της γλυκόλυσης, της γλυκονεογένεσης και της οξείδωσης της γλυκόζης στον κύκλο των φωσφορικών πεντόζων.

Η σεροτονίνη αυξάνει την τάση οξυγόνου στο αίμα και την κατανάλωσή του από τους ιστούς. Ανάλογα με τη συγκέντρωση, είτε αναστέλλει την αναπνοή και την οξειδωτική φωσφορυλίωση στα μιτοχόνδρια της καρδιάς και του εγκεφάλου, είτε τα διεγείρει. Μια σημαντική (2-20 φορές) αύξηση της περιεκτικότητας σε σεροτονίνη στους ιστούς οδηγεί σε μείωση της έντασης των οξειδωτικών διεργασιών. Σε ορισμένα όργανα (νεφρά και ήπαρ), οι βιοενεργειακές διεργασίες στις οποίες επηρεάζονται περισσότερο στο σοκ, η περιεκτικότητα σε σεροτονίνη αυξάνεται ιδιαίτερα σημαντικά (16-24 φορές). Η περιεκτικότητα σε σεροτονίνη στον εγκέφαλο αυξάνεται σε μικρότερο βαθμό (2-4 φορές) και οι ενεργειακές διεργασίες σε αυτόν παραμένουν σε υψηλό επίπεδο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η επίδραση της σεροτονίνης στη δραστηριότητα των μεμονωμένων κρίκων του συστήματος αναπνευστικής αλυσίδας στο σοκ δεν είναι η ίδια σε διαφορετικά όργανα. Εάν στον εγκέφαλο αυξάνει τη δραστηριότητα του NADH2 και μειώνει τη δραστηριότητα της ηλεκτρικής αφυδρογονάσης (SDH), τότε στο ήπαρ αυξάνει τη δραστηριότητα της SDH και της κυτοχρωμικής οξειδάσης. Ο μηχανισμός ενεργοποίησης των ενζύμων εξηγείται από την επίδραση της σεροτονίνης στην αδενυλική κυκλάση με επακόλουθο τον σχηματισμό cAMP από το ATP. Πιστεύεται ότι το cAMP είναι ένας ενδοκυτταρικός μεσολαβητής της δράσης της σεροτονίνης. Η περιεκτικότητα σε σεροτονίνη στους ιστούς συσχετίζεται με το επίπεδο δραστηριότητας των ενεργειακών ενζύμων (ειδικά με την SDH και την ηπατική ATPάση). Η ενεργοποίηση της SDH από τη σεροτονίνη στο σοκ είναι αντισταθμιστικής φύσης. Ωστόσο, η υπερβολική συσσώρευση σεροτονίνης οδηγεί στο γεγονός ότι η φύση αυτής της σχέσης γίνεται αντίστροφη, ενώ η δραστηριότητα της SDH μειώνεται. Ο περιορισμός της χρήσης ηλεκτρικού οξέος ως προϊόντος οξείδωσης μειώνει σημαντικά τις ενεργειακές δυνατότητες των νεφρών στο σοκ. Καθώς αναπτύσσεται το σοκ, εμφανίζεται μια σχέση μεταξύ της ποσότητας σεροτονίνης στα νεφρά και της δραστηριότητας της LDH, γεγονός που υποδηλώνει μια αλλαγή στην ενεργοποιητική δράση της σεροτονίνης από τη χρήση ηλεκτρικού (υπό φυσιολογικές συνθήκες) στην κατανάλωση γαλακτικού λόγω της αναστολής της SDH, η οποία είναι μια προσαρμοστική αντίδραση.

Επιπλέον, η σεροτονίνη επηρεάζει την περιεκτικότητα και τον μεταβολισμό των νουκλεοτιδίων πουρίνης, η αύξηση του επιπέδου των οποίων στα μιτοχόνδρια διεγείρει τον ρυθμό ανανέωσης του ATP. Η σεροτονίνη σχηματίζει ένα αναστρέψιμα διαχωριζόμενο μικκυλιακό σύμπλοκο με το ATP. Η μείωση της περιεκτικότητας σε σεροτονίνη στα κύτταρα συσχετίζεται με μείωση του επιπέδου του ATP σε αυτά.

Η συσσώρευση σεροτονίνης κατά τη διάρκεια του σοκ σχετίζεται σε κάποιο βαθμό με αλλαγές στην περιεκτικότητα σε ATP. Ταυτόχρονα, δεν μπορεί να αποκλειστεί η παρουσία άλλων μορφών ενδοκυτταρικής σύνδεσης σεροτονίνης με πρωτεΐνες, λιπίδια, πολυσακχαρίτες και δισθενή κατιόντα, το επίπεδο των οποίων στους ιστούς αλλάζει επίσης κατά τη διάρκεια του σοκ.

Η συμμετοχή της σεροτονίνης στις ενδοκυτταρικές ενεργειακές διεργασίες συνίσταται όχι μόνο στον σχηματισμό ενέργειας, αλλά και στην απελευθέρωσή της με τη συμμετοχή υδρολασών ATP. Η σεροτονίνη ενεργοποιεί την Mg-ATPάση. Η αυξημένη δραστηριότητα της ATPάσης των μιτοχονδρίων του ήπατος σε κατάσταση σοκ μπορεί επίσης να είναι αποτέλεσμα αυξημένων επιπέδων σεροτονίνης.

Έτσι, η συσσώρευση σεροτονίνης στους ιστούς του σώματος κατά τη διάρκεια του σοκ μπορεί να επηρεάσει ενεργά τον μεταβολισμό των υδατανθράκων στους γλυκολυτικούς και πεντοζικούς κύκλους, την αναπνοή και τη σχετική φωσφορυλίωση, τη συσσώρευση και τη χρήση ενέργειας στα κύτταρα. Ο μοριακός μηχανισμός δράσης της σεροτονίνης προκαλείται από την κίνηση ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης.

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

Η επίδραση της σεροτονίνης στις λειτουργίες των οργάνων

Η δράση της σεροτονίνης σε συστηματικό επίπεδο συνίσταται στην ειδική επίδρασή της στη λειτουργική κατάσταση πολλών οργάνων. Η ενδοκοιλιακή χορήγηση σεροτονίνης σε δόσεις κοντά στις δόσεις σοκ και η ενδοφλέβια χορήγηση β-οξυτρυπτοφάνης (η οποία διεισδύει εύκολα στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και μετατρέπεται σε σεροτονίνη στον εγκέφαλο) προκαλούν αλλαγές φάσης στη βιοηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου, χαρακτηριστικές της αντίδρασης ενεργοποίησης στον φλοιό, τον υποθάλαμο και τον μεσεγκεφαλικό δικτυωτό σχηματισμό. Παρόμοιες αλλαγές στον εγκέφαλο έχουν διαπιστωθεί στη δυναμική της ανάπτυξης σοκ, γεγονός που υποδηλώνει έμμεσα έναν σημαντικό ρόλο της σεροτονίνης στην αλλαγή της λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος κατά τη διάρκεια του σοκ. Η σεροτονίνη εμπλέκεται στην εμφάνιση του δυναμικού μεμβράνης και στην οργάνωση της συναπτικής μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων. Η προσαρμογή του σώματος σε ακραίες επιδράσεις συνοδεύεται από αύξηση της περιεκτικότητας σε σεροτονίνη στον εγκέφαλο λόγω της αύξησης της ισχύος των σεροτονινεργικών νευρώνων. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε σεροτονίνη στον υποθάλαμο ενεργοποιεί τη νευροέκκριση και ενισχύει τη λειτουργία της υπόφυσης. Ωστόσο, η σημαντική συσσώρευση σεροτονίνης στον εγκέφαλο μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του οιδήματος του.

Η σεροτονίνη έχει σημαντική πολύπλευρη επίδραση στο καρδιαγγειακό σύστημα. Μεγάλες δόσεις (10 mg ή περισσότερο) προκαλούν καρδιακή ανακοπή σε διάφορους τύπους πειραματόζωων. Οι άμεσες επιδράσεις της σεροτονίνης στο μυοκάρδιο προκαλούν συστηματική και στεφανιαία υπέρταση, καθώς και σοβαρές κυκλοφορικές διαταραχές στον καρδιακό μυ, συνοδευόμενες από νέκρωση του (έμφραγμα "σεροτονίνης"). Σε αυτή την περίπτωση, οι αλλαγές στον οξειδωτικό μεταβολισμό και τον μεταβολισμό υδατανθράκων-φωσφόρου του μυοκαρδίου είναι κοντά σε εκείνες που εμφανίζονται σε διαταραχές της στεφανιαίας κυκλοφορίας. Το ΗΚΓ σε σοκ δείχνει πολύ σημαντικές αλλαγές: αύξηση ακολουθούμενη από επιβράδυνση του καρδιακού ρυθμού, έκτακτη συστολή, σταδιακή μετατόπιση του ηλεκτρικού άξονα της καρδιάς προς τα αριστερά και παραμόρφωση του κοιλιακού συμπλέγματος, η οποία μπορεί να είναι αποτέλεσμα διαταραχών της στεφανιαίας κυκλοφορίας.

Η επίδραση της σεροτονίνης στην αρτηριακή πίεση εξαρτάται από τον ρυθμό, τη δόση και τη μέθοδο χορήγησης, καθώς και από τον τύπο των πειραματόζωων. Έτσι, σε γάτες, κουνέλια και αρουραίους, η ενδοφλέβια χορήγηση σεροτονίνης προκαλεί υπόταση στις περισσότερες περιπτώσεις. Στους ανθρώπους και τους σκύλους, ξεκινά αλλαγές φάσης: βραχεία υπόταση, ακολουθούμενη από υπέρταση και επακόλουθη υπόταση. Η καρωτιδική αρτηρία είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη ακόμη και σε μικρές δόσεις σεροτονίνης. Υποτίθεται ότι υπάρχουν δύο τύποι υποδοχέων μέσω των οποίων οι πιεστικές και κατασταλτικές επιδράσεις της σεροτονίνης προκαλούνται από το παρασυμπαθητικό νευρικό σύστημα και το καρωτιδικό σπειράμα. Η ενδοφλέβια χορήγηση σεροτονίνης σε δόση που αντιστοιχεί περίπου στην περιεκτικότητά της στον κυκλοφορούντα όγκο αίματος σε κατάσταση σοκ προκαλεί μείωση της συστηματικής αρτηριακής πίεσης, της καρδιακής παροχής και της περιφερικής αγγειακής αντίστασης. Η μείωση της ποσότητας σεροτονίνης στο εντερικό τοίχωμα και στους πνευμονικούς ιστούς πιθανώς σχετίζεται με την κινητοποίηση αυτής της αμίνης από την αποθήκη. Η επίδραση της σεροτονίνης στα αναπνευστικά όργανα μπορεί να είναι τόσο τοπική όσο και αντανακλαστική, προκαλώντας βρογχιολοσπασμό και αυξημένο αναπνευστικό ρυθμό σε αρουραίους.

Οι νεφροί περιέχουν μια μικρή ποσότητα σεροτονίνης, αλλά ο μεταβολισμός της αλλάζει σημαντικά κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας τους. Μεγάλες δόσεις σεροτονίνης προκαλούν επίμονο παθολογικό αγγειακό σπασμό, ισχαιμία, εστίες νέκρωσης στον φλοιό, ερήμωση, εκφύλιση και νέκρωση της σωληναριακής συσκευής. Μια τέτοια μορφολογική εικόνα μοιάζει με μικροσκοπικές αλλαγές στους νεφρούς κατά τη διάρκεια του σοκ. Μια σημαντική (10-20 φορές) και επίμονη αύξηση του επιπέδου σεροτονίνης στον νεφρικό ιστό κατά τη διάρκεια του σοκ μπορεί να προκαλέσει μακροχρόνιο σπασμό των αγγείων τους. Ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα σεροτονίνης παρατηρούνται κατά τη διάρκεια δυσουρικών διαταραχών. Στην οξεία νεφρική ανεπάρκεια, η συγκέντρωση σεροτονίνης στο αίμα αυξάνεται στο στάδιο της ολιγουρίας και της ανουρίας, αρχίζει να μειώνεται κατά την περίοδο αποκατάστασης της διούρησης και ομαλοποιείται στη φάση της πολυουρίας και γίνεται κάτω από τις φυσιολογικές τιμές κατά την αποκατάσταση. Η σεροτονίνη μειώνει τη ροή του νεφρικού πλάσματος, τον ρυθμό σπειραματικής διήθησης, τη διούρηση και την απέκκριση νατρίου και χλωριδίων στα ούρα. Ο μηχανισμός αυτών των διαταραχών οφείλεται στη μείωση της ενδοσπειραματικής υδροστατικής πίεσης και διήθησης, καθώς και στην αύξηση της οσμωτικής κλίσης της περιεκτικότητας σε νάτριο στο μυελό και τα άπω σωληνάρια, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη επαναπορρόφηση. Η σεροτονίνη είναι σημαντική στον μηχανισμό της νεφρικής ανεπάρκειας σε περίπτωση σοκ.

Έτσι, η μέτρια συσσώρευση σεροτονίνης στον εγκέφαλο και η κεντρική της επίδραση στο σοκ μπορεί να είναι χρήσιμη, ειδικά όσον αφορά την ενεργοποίηση του HPAS. Η ενεργοποίηση των ενεργειακών ενζύμων από τη σεροτονίνη θα πρέπει επίσης να θεωρείται ως ένα θετικό, αντισταθμιστικό φαινόμενο στο σοκ. Ωστόσο, η υπερβολικά υψηλή συσσώρευση σεροτονίνης στο μυοκάρδιο και τους νεφρούς δημιουργεί την πιθανότητα άμεσης υπερβολικής επίδρασης της αμίνης στη στεφανιαία και νεφρική κυκλοφορία, διαταραχής του μεταβολισμού της και εμφάνισης καρδιακής και νεφρικής ανεπάρκειας.

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