Serotonin serum

Nilai referensi (norma) untuk konsentrasi serotonin dalam serum darah pada orang dewasa adalah 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); dalam darah utuh - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

Serotonin (oksitriptamin) adalah amina biogenik yang ditemukan terutama di trombosit. Hingga 10 mg serotonin beredar di dalam tubuh pada waktu tertentu. Dari 80 hingga 95% dari jumlah total serotonin dalam tubuh disintesis dan disimpan dalam sel enterokromafin saluran pencernaan. Serotonin terbentuk dari triptofan sebagai hasil dekarboksilasi. Dalam sel enterokromafin saluran pencernaan, sebagian besar serotonin diserap oleh trombosit dan memasuki aliran darah. Amina ini terlokalisasi dalam jumlah besar di sejumlah bagian otak , ada banyak di sel mast kulit, ditemukan di banyak organ dalam, termasuk berbagai kelenjar endokrin.

Serotonin menyebabkan agregasi trombosit dan polimerisasi molekul fibrin; pada trombositopenia, serotonin dapat menormalkan retraksi bekuan darah. Serotonin memiliki efek stimulasi pada otot polos pembuluh darah, bronkiolus, dan usus. Dengan merangsang otot polos, serotonin menyempitkan bronkiolus, menyebabkan peningkatan peristaltik usus, dan dengan vasokonstriksi jaringan pembuluh darah ginjal, serotonin menyebabkan penurunan diuresis. Defisiensi serotonin mendasari obstruksi usus fungsional. Serotonin otak memiliki efek depresi pada fungsi sistem reproduksi yang melibatkan kelenjar pineal.

Jalur metabolisme serotonin yang paling banyak dipelajari adalah konversinya menjadi asam 5-hidroksiindoleasetat oleh monoamine oxidase. Jalur ini memetabolisme 20-52% serotonin dalam tubuh manusia.

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

Penyakit dan kondisi di mana konsentrasi serotonin dalam serum darah berubah

Serotonin meningkat

• Metastasis karsinoma abdomen.
• Kanker tiroid meduler.
• Sindrom dumping.
• Obstruksi usus akut.
• Fibrosis kistik.
• Infark miokard.

Sindrom karsinoid adalah penyakit langka yang disebabkan oleh peningkatan sekresi serotonin oleh karsinoid, yang dalam lebih dari 95% kasus terlokalisasi di saluran pencernaan ( apendiks - 45,9%, ileum - 27,9%, rektum - 16,7%), tetapi dapat berlokasi di paru-paru, kandung kemih, dll. Karsinoid berkembang dari sel-sel argyrophilic dari kripta usus. Bersama dengan serotonin, karsinoid menghasilkan histamin, bradikinin dan amina lainnya, serta prostaglandin. Semua karsinoid berpotensi ganas. Risiko keganasan meningkat seiring dengan peningkatan ukuran tumor.

Konsentrasi serotonin dalam darah pada sindrom karsinoid meningkat 5-10 kali lipat. Pada orang sehat, hanya 1% triptofan yang digunakan untuk mensintesis serotonin, sedangkan pada pasien dengan karsinoid - hingga 60%. Peningkatan sintesis serotonin pada tumor menyebabkan penurunan sintesis asam nikotinat dan perkembangan gejala khusus untuk defisiensi vitamin PP (pellagra). Sejumlah besar produk metabolisme serotonin - asam 5-hidroksiindoleasetat dan 5-hidroksiindoleaseturat - terdeteksi dalam urin pasien dengan karsinoid ganas. Ekskresi asam 5-hidroksiindoleasetat dalam urin, melebihi 785 μmol / hari (normanya adalah 10,5-36,6 μmol / hari), dianggap sebagai tanda yang tidak menguntungkan secara prognostik. Setelah pengangkatan karsinoid secara radikal melalui pembedahan, konsentrasi serotonin dalam darah dan ekskresi produk metaboliknya dengan urin menjadi normal. Tidak adanya normalisasi ekskresi produk metabolisme serotonin menunjukkan bahwa operasi tersebut tidak radikal atau terdapat metastasis. Beberapa peningkatan konsentrasi serotonin dalam darah juga dapat terjadi pada penyakit gastrointestinal lainnya.

Serotonin berkurang

• Sindrom Down
• Fenilketonuria yang tidak diobati

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

Efek serotonin pada metabolisme

Pada keadaan syok, kandungan serotonin di semua organ meningkat secara signifikan, sementara metabolisme amina terganggu dan kandungan metabolitnya meningkat.

Mekanisme peningkatan kandungan serotonin dan histamin dalam jaringan

Mekanisme	Faktor-faktor yang menyebabkannya
Degranulasi sel mast, sel enterokromafin usus; pelepasan amina	Zat dengan berat molekul rendah (monoamina, diamina, amina aromatik), makromolekul (racun, toksin, kompleks antigen-antibodi, pepton, anafilaktin)
Intensifikasi katabolisme, proteolisis, autolisis	Perubahan, kelebihan glukokortikoid, hormon tiroid, peningkatan aktivitas enzim proteolitik, hipoksia
Peningkatan aktivitas triptofan mitokondria jaringan bakteri dan dekarboksilase histidin	Kelebihan mineralokortikoid, kekurangan glukokortikoid, kelebihan adrenalin, dan kekurangan noradrenalin
Penurunan aktivitas mono- dan diamina oksidase mitokondria	Kelebihan kortikosteroid, peningkatan konsentrasi amina biogenik (penghambatan substrat), gangguan keseimbangan asam-basa, hipoksia, hipotermia
Redistribusi dari badan depo	Gangguan mikrosirkulasi di kulit, paru-paru, saluran pencernaan

Serotonin memengaruhi berbagai jenis metabolisme, tetapi terutama proses bioenergi, yang terganggu secara signifikan saat terjadi syok. Serotonin menyebabkan perubahan berikut dalam metabolisme karbohidrat: peningkatan aktivitas fosforilase hati, miokardium, dan otot rangka, penurunan kandungan glikogen di dalamnya, hiperglikemia, stimulasi glikolisis, glukoneogenesis, dan oksidasi glukosa dalam siklus pentosa fosfat.

Serotonin meningkatkan ketegangan oksigen dalam darah dan konsumsinya oleh jaringan. Bergantung pada konsentrasinya, serotonin menghambat respirasi dan fosforilasi oksidatif dalam mitokondria jantung dan otak, atau merangsangnya. Peningkatan kandungan serotonin yang signifikan (2-20 kali) dalam jaringan menyebabkan penurunan intensitas proses oksidatif. Di sejumlah organ (ginjal dan hati), proses bioenergi yang paling terganggu saat syok, kandungan serotonin meningkat secara signifikan (16-24 kali). Kandungan serotonin di otak meningkat pada tingkat yang lebih rendah (2-4 kali) dan proses energi di dalamnya tetap pada tingkat tinggi untuk waktu yang lama. Efek serotonin pada aktivitas masing-masing mata rantai sistem rantai pernapasan saat syok tidak sama di berbagai organ. Jika di otak meningkatkan aktivitas NADH2 dan mengurangi aktivitas suksinat dehidrogenase (SDH), maka di hati meningkatkan aktivitas SDH dan sitokrom oksidase. Mekanisme aktivasi enzim dijelaskan oleh efek serotonin pada adenilat siklase dengan pembentukan cAMP berikutnya dari ATP. Dipercayai bahwa cAMP adalah mediator intraseluler dari aksi serotonin. Kandungan serotonin dalam jaringan berkorelasi dengan tingkat aktivitas enzim energi (terutama dengan SDH dan ATPase hati). Aktivasi SDH oleh serotonin dalam syok bersifat kompensasi. Namun, akumulasi serotonin yang berlebihan mengarah pada fakta bahwa sifat hubungan ini menjadi terbalik, sementara aktivitas SDH menurun. Pembatasan penggunaan asam suksinat sebagai produk oksidasi secara signifikan menguras kemampuan energi ginjal dalam syok. Saat syok berkembang, hubungan muncul antara jumlah serotonin di ginjal dan aktivitas LDH, ini menunjukkan peralihan efek pengaktifan serotonin dari penggunaan suksinat (dalam kondisi fisiologis) ke konsumsi laktat karena penghambatan SDH, yang merupakan reaksi adaptif.

Selain itu, serotonin memengaruhi kandungan dan metabolisme nukleotida purin, peningkatan kadarnya di mitokondria merangsang laju pergantian ATP. Serotonin membentuk kompleks misel yang terdisosiasi secara reversibel dengan ATP. Penurunan kandungan serotonin dalam sel berkorelasi dengan penurunan kadar ATP di dalamnya.

Akumulasi serotonin selama syok sampai batas tertentu terkait dengan perubahan kandungan ATP. Pada saat yang sama, keberadaan bentuk lain dari hubungan serotonin intraseluler dengan protein, lipid, polisakarida, dan kation divalen, yang kadarnya dalam jaringan juga berubah selama syok, tidak dapat dikesampingkan.

Partisipasi serotonin dalam proses energi intraseluler tidak hanya terdiri dari pembentukan energi, tetapi juga pelepasannya dengan partisipasi ATP hidrolase. Serotonin mengaktifkan Mg-ATPase. Peningkatan aktivitas ATPase mitokondria hati pada syok juga dapat disebabkan oleh peningkatan kadar serotonin.

Dengan demikian, akumulasi serotonin dalam jaringan tubuh selama syok dapat secara aktif memengaruhi metabolisme karbohidrat dalam siklus glikolisis dan pentosa, respirasi dan fosforilasi terkait, akumulasi dan penggunaan energi dalam sel. Mekanisme molekuler aksi serotonin dimediasi oleh pergerakan ion sepanjang membran.

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

Efek serotonin pada fungsi organ

Tindakan serotonin pada tingkat sistemik terdiri dari pengaruhnya yang spesifik pada keadaan fungsional banyak organ. Pemberian serotonin intraventrikular dalam dosis yang mendekati dosis kejut dan pemberian b-oksitriptofan intravena (mudah menembus sawar darah-otak dan diubah menjadi serotonin di otak) menyebabkan perubahan fase dalam aktivitas biolistrik otak, karakteristik reaksi aktivasi di korteks, hipotalamus, dan formasi retikuler mesensefalik. Perubahan serupa di otak telah ditetapkan dalam dinamika perkembangan syok, yang secara tidak langsung menunjukkan peran penting serotonin dalam mengubah fungsi sistem saraf pusat selama syok. Serotonin terlibat dalam terjadinya potensial membran dan organisasi transmisi sinaptik impuls saraf. Adaptasi tubuh terhadap efek ekstrem disertai dengan peningkatan kandungan serotonin di otak karena peningkatan kekuatan neuron serotonergik. Peningkatan kandungan serotonin di hipotalamus mengaktifkan neurosekresi dan meningkatkan fungsi kelenjar pituitari. Namun, akumulasi serotonin yang signifikan di otak mungkin memainkan peran penting dalam perkembangan edema.

Serotonin memiliki efek multifaset yang signifikan pada sistem kardiovaskular. Dosis besar (10 mg atau lebih) menyebabkan henti jantung pada berbagai jenis hewan percobaan. Efek langsung serotonin pada miokardium menyebabkan hipertensi sistemik dan koroner, serta gangguan peredaran darah yang parah pada otot jantung, disertai dengan nekrosisnya (infark "serotonin"). Dalam hal ini, perubahan metabolisme oksidatif dan karbohidrat-fosfor miokardium mendekati yang terjadi pada gangguan sirkulasi koroner. EKG pada syok menunjukkan perubahan yang sangat signifikan: peningkatan diikuti oleh perlambatan denyut jantung, ekstrasistol, pergeseran bertahap pada sumbu listrik jantung ke kiri, dan deformasi kompleks ventrikel, yang mungkin merupakan akibat dari gangguan sirkulasi koroner.

Efek serotonin pada tekanan darah bergantung pada kecepatan, dosis, dan metode pemberian, serta pada jenis hewan percobaan. Jadi, pada kucing, kelinci, dan tikus, pemberian serotonin intravena menyebabkan hipotensi dalam banyak kasus. Pada manusia dan anjing, serotonin memicu perubahan fase: hipotensi singkat, diikuti hipertensi dan hipotensi berikutnya. Arteri karotis sangat sensitif bahkan terhadap dosis serotonin yang kecil. Diasumsikan bahwa ada dua jenis reseptor yang melaluinya efek presor dan depresor serotonin dimediasi oleh sistem saraf parasimpatis dan glomerulus karotis. Pemberian serotonin intravena dalam dosis yang kira-kira sesuai dengan kandungannya dalam volume darah yang bersirkulasi pada syok menyebabkan penurunan tekanan darah sistemik, curah jantung, dan resistensi pembuluh darah perifer. Penurunan jumlah serotonin di dinding usus dan jaringan paru-paru mungkin terkait dengan mobilisasi amina ini dari depot. Efek serotonin pada organ pernapasan dapat bersifat lokal dan refleksif, menyebabkan bronkiolospasme dan peningkatan laju pernapasan pada tikus.

Ginjal mengandung sedikit serotonin, tetapi metabolismenya berubah secara signifikan selama iskemia. Dosis besar serotonin menyebabkan spasme vaskular patologis yang persisten, iskemia, fokus nekrosis di korteks, desolasi, degenerasi, dan nekrosis pada aparatus tubular. Gambaran morfologi seperti itu menyerupai perubahan mikroskopis pada ginjal selama syok. Peningkatan kadar serotonin yang signifikan (10-20 kali) dan persisten di jaringan ginjal selama syok dapat menyebabkan spasme jangka panjang pada pembuluh darahnya. Kadar serotonin yang sangat tinggi diamati selama gangguan disurik. Pada gagal ginjal akut, konsentrasi serotonin dalam darah meningkat pada tahap oliguria dan anuria, mulai menurun selama periode pemulihan diuresis dan menjadi normal pada fase poliuria, dan menjadi di bawah nilai fisiologis selama pemulihan. Serotonin mengurangi aliran plasma ginjal, laju filtrasi glomerulus, diuresis, dan ekskresi natrium dan klorida dalam urin. Mekanisme gangguan ini disebabkan oleh penurunan tekanan hidrostatik intraglomerular dan filtrasi, serta peningkatan gradien osmotik kandungan natrium di medula dan tubulus distal, yang menyebabkan peningkatan reabsorpsi. Serotonin penting dalam mekanisme gagal ginjal pada syok.

Dengan demikian, akumulasi serotonin sedang di otak dan efek sentralnya pada syok mungkin berguna, terutama dalam hal aktivasi HPAS. Aktivasi enzim energi oleh serotonin juga harus dianggap sebagai fenomena kompensasi positif pada syok. Namun, akumulasi serotonin yang terlalu tinggi di miokardium dan ginjal menciptakan kemungkinan pengaruh langsung amina yang berlebihan pada sirkulasi koroner dan ginjal, gangguan metabolismenya, dan terjadinya gagal jantung dan ginjal.

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