Serotonina sierica

I valori di riferimento (norma) per la concentrazione di serotonina nel siero sanguigno negli adulti sono 0,22-2,05 μmol/l (40-80 μg/l); nel sangue intero - 0,28-1,14 μmol/l (50-200 ng/ml).

La serotonina (ossitriptamina) è un'ammina biogenica presente principalmente nelle piastrine. Fino a 10 mg di serotonina circolano nell'organismo in un dato momento. Dall'80 al 95% della quantità totale di serotonina presente nell'organismo viene sintetizzata e immagazzinata nelle cellule enterocromaffini del tratto gastrointestinale. La serotonina si forma a partire dal triptofano a seguito di decarbossilazione. Nelle cellule enterocromaffini del tratto gastrointestinale, la maggior parte della serotonina viene adsorbita dalle piastrine ed entra nel flusso sanguigno. Questa ammina è localizzata in grandi quantità in diverse parti del cervello, è presente in grandi quantità nei mastociti della pelle e si trova in molti organi interni, comprese varie ghiandole endocrine.

La serotonina causa l'aggregazione piastrinica e la polimerizzazione delle molecole di fibrina; in caso di trombocitopenia, può normalizzare la retrazione del coagulo di sangue. Ha un effetto stimolante sulla muscolatura liscia dei vasi sanguigni, dei bronchioli e dell'intestino. Stimolando la muscolatura liscia, la serotonina restringe i bronchioli, causando un aumento della peristalsi intestinale e, vasocostrizione della rete vascolare renale, porta a una riduzione della diuresi. La carenza di serotonina è alla base dell'ostruzione intestinale funzionale. La serotonina cerebrale ha un effetto deprimente sulla funzionalità dell'apparato riproduttivo che coinvolge la ghiandola pineale.

La via metabolica della serotonina più studiata è la sua conversione in acido 5-idrossindolacetico da parte della monoamino ossidasi. Questa via metabolica metabolizza il 20-52% della serotonina presente nel corpo umano.

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Malattie e condizioni in cui la concentrazione di serotonina nel siero sanguigno cambia

La serotonina è elevata

• Metastasi del carcinoma addominale.
• Carcinoma midollare della tiroide.
• Sindrome da dumping.
• Occlusione intestinale acuta.
• Fibrosi cistica.
• Infarto miocardico.

La sindrome carcinoide è una malattia rara causata dall'aumentata secrezione di serotonina da parte del carcinoide, che in oltre il 95% dei casi è localizzata nel tratto gastrointestinale ( appendice - 45,9%, ileo - 27,9%, retto - 16,7%), ma può essere localizzata nei polmoni, nella vescica, ecc. Il carcinoide si sviluppa dalle cellule argirofile delle cripte intestinali. Insieme alla serotonina, il carcinoide produce istamina, bradichinina e altre ammine, nonché prostaglandine. Tutti i carcinoidi sono potenzialmente maligni. Il rischio di malignità aumenta con l'aumentare delle dimensioni del tumore.

La concentrazione di serotonina nel sangue nella sindrome carcinoide aumenta di 5-10 volte. Nelle persone sane, solo l'1% del triptofano viene utilizzato per sintetizzare la serotonina, mentre nei pazienti con carcinoide fino al 60%. L'aumentata sintesi di serotonina in un tumore porta a una diminuzione della sintesi di acido nicotinico e allo sviluppo di sintomi specifici della carenza di vitamina PP (pellagra). Un gran numero di prodotti del metabolismo della serotonina - acido 5-idrossindolacetico e acido 5-idrossindolaceturico - viene rilevato nelle urine dei pazienti con carcinoide maligno. L'escrezione di acido 5-idrossindolacetico nelle urine, superiore a 785 μmol / giorno (la norma è 10,5-36,6 μmol / giorno), è considerata un segno prognosticamente sfavorevole. Dopo la rimozione chirurgica radicale del carcinoide, la concentrazione di serotonina nel sangue e l'escrezione dei suoi prodotti metabolici con le urine si normalizzano. L'assenza di normalizzazione dell'escrezione dei prodotti del metabolismo della serotonina indica che l'intervento non è stato radicale o che erano presenti metastasi. Un certo aumento della concentrazione di serotonina nel sangue può verificarsi anche in presenza di altre patologie gastrointestinali.

La serotonina è ridotta

• sindrome di Down
• Fenilchetonuria non trattata

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L'effetto della serotonina sul metabolismo

In caso di shock, il contenuto di serotonina in tutti gli organi aumenta significativamente, mentre il metabolismo dell'ammina viene interrotto e il contenuto dei suoi metaboliti aumenta.

Meccanismi per aumentare il contenuto di serotonina e istamina nei tessuti

Meccanismo	Fattori che li causano
Degranulazione dei mastociti, cellule enterocromaffini intestinali; rilascio di ammine	Sostanze a basso peso molecolare (monoammine, diammine, ammine aromatiche), macromolecolari (veleni, tossine, complesso antigene-anticorpo, peptone, anafilattina)
Intensificazione del catabolismo, proteolisi, autolisi	Alterazione, eccesso di glucocorticoidi, ormoni tiroidei, aumento dell'attività degli enzimi proteolitici, ipossia
Aumento dell'attività del triptofano mitocondriale del tessuto batterico e dell'istidina decarbossilasi	Eccesso di mineralcorticoidi, carenza di glucocorticoidi, eccesso di adrenalina e carenza di noradrenalina
Diminuzione dell'attività delle mono- e diammino ossidasi mitocondriali	Eccesso di corticosteroidi, aumento della concentrazione di ammine biogene (inibizione del substrato), alterazione dell'equilibrio acido-base, ipossia, ipotermia
Ridistribuzione dai corpi di deposito	Interruzione della microcircolazione nella pelle, nei polmoni, nel tratto gastrointestinale

La serotonina influenza vari tipi di metabolismo, ma principalmente i processi bioenergetici, che vengono significativamente alterati in caso di shock. La serotonina provoca i seguenti cambiamenti nel metabolismo dei carboidrati: aumento dell'attività delle fosforilasi epatiche, miocardiche e muscolari scheletriche, riduzione del contenuto di glicogeno in esse, iperglicemia, stimolazione della glicolisi, gluconeogenesi e ossidazione del glucosio nel ciclo dei pentoso fosfati.

La serotonina aumenta la tensione di ossigeno nel sangue e il suo consumo da parte dei tessuti. A seconda della concentrazione, inibisce o stimola la respirazione e la fosforilazione ossidativa nei mitocondri del cuore e del cervello. Un aumento significativo (da 2 a 20 volte) del contenuto di serotonina nei tessuti porta a una riduzione dell'intensità dei processi ossidativi. In diversi organi (reni e fegato), i cui processi bioenergetici sono maggiormente compromessi in caso di shock, il contenuto di serotonina aumenta in modo particolarmente significativo (da 16 a 24 volte). Il contenuto di serotonina nel cervello aumenta in misura minore (da 2 a 4 volte) e i processi energetici al suo interno rimangono a lungo ad un livello elevato. L'effetto della serotonina sull'attività dei singoli anelli della catena respiratoria in caso di shock non è lo stesso nei diversi organi. Se nel cervello aumenta l'attività del NADH2 e riduce l'attività della succinato deidrogenasi (SDH), nel fegato aumenta l'attività di SDH e citocromo ossidasi. Il meccanismo di attivazione enzimatica è spiegato dall'effetto della serotonina sull'adenilato ciclasi con successiva formazione di cAMP a partire dall'ATP. Si ritiene che il cAMP sia un mediatore intracellulare dell'azione della serotonina. Il contenuto di serotonina nei tessuti è correlato al livello di attività degli enzimi energetici (in particolare di SDH e ATPasi epatica). L'attivazione di SDH da parte della serotonina in caso di shock è di natura compensatoria. Tuttavia, un eccessivo accumulo di serotonina porta al fatto che la natura di questa relazione diventa inversa, mentre l'attività di SDH diminuisce. La limitazione dell'uso dell'acido succinico come prodotto di ossidazione riduce significativamente le capacità energetiche dei reni in caso di shock. Con l'avanzare dello shock, si instaura una relazione tra la quantità di serotonina nei reni e l'attività dell'LDH; ciò indica un passaggio nell'effetto attivante della serotonina dall'uso del succinato (in condizioni fisiologiche) al consumo di lattato, dovuto all'inibizione dell'SDH, che è una reazione adattativa.

Inoltre, la serotonina influenza il contenuto e il metabolismo dei nucleotidi purinici, il cui aumento nei mitocondri stimola il tasso di turnover dell'ATP. La serotonina forma un complesso micellare reversibilmente dissociato con l'ATP. Una diminuzione del contenuto di serotonina nelle cellule è correlata a una diminuzione del livello di ATP in esse.

L'accumulo di serotonina durante lo shock è in una certa misura associato a variazioni del contenuto di ATP. Allo stesso tempo, non si può escludere la presenza di altre forme di legame intracellulare della serotonina con proteine, lipidi, polisaccaridi e cationi bivalenti, il cui livello nei tessuti varia anch'esso durante lo shock.

La partecipazione della serotonina ai processi energetici intracellulari non consiste solo nella produzione di energia, ma anche nel suo rilascio con l'intervento delle ATP idrolasi. La serotonina attiva la Mg-ATPasi. Anche l'aumento dell'attività dell'ATPasi mitocondriale epatica in caso di shock può essere dovuto a un aumento dei livelli di serotonina.

Pertanto, l'accumulo di serotonina nei tessuti corporei durante lo shock può influenzare attivamente il metabolismo dei carboidrati nei cicli glicolitico e dei pentosi, la respirazione e la relativa fosforilazione, l'accumulo e l'utilizzo dell'energia nelle cellule. Il meccanismo molecolare dell'azione della serotonina è mediato dal movimento degli ioni lungo la membrana.

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L'effetto della serotonina sulle funzioni degli organi

L'azione della serotonina a livello sistemico consiste nella sua influenza specifica sullo stato funzionale di molti organi. La somministrazione intraventricolare di serotonina in dosi prossime a quelle da shock e la somministrazione endovenosa di β-ossitriptofano (che penetra facilmente la barriera emato-encefalica e si converte in serotonina nel cervello) provoca cambiamenti di fase nell'attività bioelettrica cerebrale, caratteristici della reazione di attivazione nella corteccia, nell'ipotalamo e nella formazione reticolare mesencefalica. Analoghi cambiamenti cerebrali sono stati riscontrati nella dinamica dello sviluppo dello shock, il che indica indirettamente un ruolo significativo della serotonina nel modificare la funzione del sistema nervoso centrale durante lo shock. La serotonina è coinvolta nella formazione del potenziale di membrana e nell'organizzazione della trasmissione sinaptica degli impulsi nervosi. L'adattamento dell'organismo agli effetti estremi è accompagnato da un aumento del contenuto di serotonina nel cervello dovuto a un aumento della potenza dei neuroni serotoninergici. Un aumento del contenuto di serotonina nell'ipotalamo attiva la neurosecrezione e migliora la funzionalità dell'ipofisi. Tuttavia, un significativo accumulo di serotonina nel cervello può svolgere un ruolo importante nello sviluppo dell'edema.

La serotonina ha un significativo effetto multiforme sul sistema cardiovascolare. Dosi elevate (10 mg o più) causano arresto cardiaco in vari tipi di animali da esperimento. Gli effetti diretti della serotonina sul miocardio causano ipertensione sistemica e coronarica, nonché gravi disturbi circolatori nel muscolo cardiaco, accompagnati dalla sua necrosi (infarto "serotoninergico"). In questo caso, le alterazioni del metabolismo ossidativo e dei carboidrati-fosforo del miocardio sono simili a quelle che si verificano nei disturbi della circolazione coronarica. L'ECG in stato di shock mostra alterazioni molto significative: un aumento seguito da un rallentamento della frequenza cardiaca, extrasistole, un graduale spostamento dell'asse elettrico del cuore verso sinistra e deformazione del complesso ventricolare, che possono essere il risultato di disturbi della circolazione coronarica.

L'effetto della serotonina sulla pressione sanguigna dipende dalla velocità, dalla dose e dal metodo di somministrazione, nonché dal tipo di animali da esperimento. Pertanto, nei gatti, nei conigli e nei ratti, la somministrazione endovenosa di serotonina causa ipotensione nella maggior parte dei casi. Nell'uomo e nei cani, innesca cambiamenti di fase: breve ipotensione, seguita da ipertensione e successiva ipotensione. L'arteria carotide è altamente sensibile anche a piccole dosi di serotonina. Si presume che esistano due tipi di recettori attraverso i quali gli effetti pressori e depressori della serotonina sono mediati dal sistema nervoso parasimpatico e dal glomerulo carotideo. La somministrazione endovenosa di serotonina in una dose approssimativamente corrispondente al suo contenuto nel volume ematico circolante in caso di shock provoca una diminuzione della pressione sanguigna sistemica, della gittata cardiaca e delle resistenze vascolari periferiche. Una diminuzione della quantità di serotonina nella parete intestinale e nei tessuti polmonari è probabilmente associata alla mobilizzazione di questa ammina dal deposito. L'effetto della serotonina sugli organi respiratori può essere sia locale che riflesso, provocando bronchiolospasmo e aumento della frequenza respiratoria nei ratti.

I reni contengono una piccola quantità di serotonina, ma il suo metabolismo cambia significativamente durante l'ischemia. Dosi elevate di serotonina causano spasmo vascolare patologico persistente, ischemia, focolai di necrosi nella corteccia, desolazione, degenerazione e necrosi dell'apparato tubulare. Tale quadro morfologico assomiglia ai cambiamenti microscopici nei reni durante lo shock. Un aumento significativo (10-20 volte) e persistente del livello di serotonina nel tessuto renale durante lo shock può causare uno spasmo a lungo termine dei loro vasi. Livelli particolarmente elevati di serotonina si osservano durante i disturbi disurici. Nell'insufficienza renale acuta, la concentrazione di serotonina nel sangue è elevata nelle fasi di oliguria e anuria, inizia a diminuire durante il periodo di recupero della diuresi e si normalizza nella fase di poliuria, per poi scendere al di sotto dei valori fisiologici durante il recupero. La serotonina riduce il flusso plasmatico renale, la velocità di filtrazione glomerulare, la diuresi e l'escrezione di sodio e cloruri nelle urine. Il meccanismo di questi disturbi è dovuto a una diminuzione della pressione idrostatica e della filtrazione intraglomerulare, nonché a un aumento del gradiente osmotico del contenuto di sodio nella midollare e nei tubuli distali, che porta a un aumento del riassorbimento. La serotonina è importante nel meccanismo dell'insufficienza renale in caso di shock.

Pertanto, un moderato accumulo di serotonina nel cervello e il suo effetto centrale in caso di shock possono essere utili, soprattutto in termini di attivazione dell'HPAS. Anche l'attivazione degli enzimi energetici da parte della serotonina dovrebbe essere considerata un fenomeno compensatorio positivo in caso di shock. Tuttavia, un accumulo eccessivamente elevato di serotonina nel miocardio e nei reni potrebbe comportare un'influenza diretta eccessiva dell'ammina sulla circolazione coronarica e renale, con conseguente interruzione del suo metabolismo e conseguente insorgenza di insufficienza cardiaca e renale.

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