Серотонін в сироватці крові

Референтні величини (норма) концентрації серотоніну в сироватці крові у дорослих - 0,22-2,05 мкмоль / л (40-80 мкг / л); в цільної крові - 0,28-1,14 мкмоль / л (50-200 нг / мл).

Серотонін (оксітріптамін) - біогенний амін, що міститься головним чином в тромбоцитах. В організмі постійно циркулює до 10 мг серотоніну. Від 80 до 95% загальної кількості серотоніну в організмі синтезується і зберігається в ентерохромафінних клітинах шлунково-кишкового тракту. Серотонін утворюється з триптофану в результаті декарбоксилювання. У ентерохромафінних клітинах шлунково-кишкового тракту велика частина серотоніну адсорбується тромбоцитами і надходить в кровоносне русло. У великій кількості цей амін локалізується в ряді відділів головного мозку, його багато в огрядних клітках шкіри, він виявлений у багатьох внутрішніх органах, в тому числі різних ендокринних залозах.

Серотонін викликає агрегацію тромбоцитів і полімеризацію молекул фібрину, при тромбоцитопенії здатний нормалізувати ретракцію кров'яного згустку. Він надає стимулюючу дію на гладку мускулатуру судин, бронхіол, кишечника. Надаючи збудливий вплив на гладку мускулатуру, серотонін звужує бронхіоли, викликає посилену перистальтику кишечника, а надаючи судинозвужувальну вплив на судинну мережу нирок, призводить до зниження діурезу. Недостатність серотоніну лежить в основі функціональної кишкової непрохідності. Серотонін головного мозку пригнічує на функцію статевої системи за участю епіфіза.

Найбільш вивченим шляхом метаболізму серотоніну є його перетворення в 5-оксііндолуксусной кислоту під дією моноамінооксидази. Таким шляхом в організмі людини метаболізується 20-52% серотоніну.

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

Захворювання і стани, при яких змінюється концентрація серотоніну в сироватці крові

Серотонін підвищений

• Метастази карциноми черевної порожнини
• Медулярний рак щитовидної залози
• Демпінг-синдром
• Гостра кишкова непрохідність
• Муковісцидоз
• Інфаркт міокарда

Карциноїдний синдром - рідкісне захворювання, обумовлене підвищеною секрецією серотоніну карциноидом, який більш ніж в 95% випадків локалізується в шлунково-кишковому тракті (червоподібний відросток - 45,9%, клубова кишка - 27,9%, пряма кишка - 16,7%), але може перебувати в легенях, сечовому міхурі і т.д. Карціноід розвивається з аргірофільних клітин кишкових крипт. Поряд з серотоніном карциноїд продукує гістамін, брадикінін та інші аміни, а також простагландини. Все карціноіди є потенційно злоякісними. Ризик малігнізації зростає в міру збільшення розмірів пухлини.

Концентрація серотоніну в крові при карциноїдних синдромі підвищується в 5-10 разів. У здорових людей тільки 1% триптофану використовується для синтезу серотоніну, в той час як у хворих карциноидом - до 60%. Підвищений синтез серотоніну при пухлини призводить до зниження синтезу нікотинової кислоти і розвитку симптомів, специфічних для авітамінозу РР (пелагра). У сечі хворих злоякісним карциноидом виявляють велику кількість продуктів метаболізму серотоніну - 5-оксііндолуксусной і 5-оксііндолілацетуровой кислот. Виділення 5-оксііндолуксусной кислоти з сечею, що перевищує 785 мкмоль / добу (норма - 10,5-36,6 мкмоль / добу), вважають прогностично несприятливою ознакою. Після радикального оперативного видалення карциноида концентрація серотоніну в крові і екскреція продуктів його метаболізму з сечею нормалізуються. Відсутність нормалізації екскреції продуктів метаболізму серотоніну свідчить про унерадикальних операції або наявності метастазів. Деяке збільшення концентрації серотоніну в крові може бути і при інших захворюваннях шлунково-кишкового тракту.

Серотонін знижений

• синдром Дауна
• Нелеченая фенілкетонурія

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

Вплив серотоніну на обмін речовин

При шоці значно збільшується вміст серотоніну в усіх органах, при цьому порушується обмін аміну і збільшується вміст його метаболітів.

Механізми збільшення вмісту серотоніну і гістаміну в тканинах

Механізм	Фактори, що їх викликають
Дегрануляція огрядних клітин, ентерохромафінних клітин кишечника; ліберація (звільнення) амінів	Низькомолекулярні (моноаміни, діаміни, ароматичні аміни), макромолекулярні (отрути, токсини, комплекс антиген-антитіло, пептони, анафілактін) речовини
Інтенсифікація катаболізму, протеолізу, автоліз	Альтерація, надлишок глюкокортикоїдів, тиреоїдних гормонів, збільшення активності протеолітичних ферментів, гіпоксія
Збільшення активності бактеріальних тканинних мітохондріальних тріптофан- і гістідіндекарбоксілази	Надлишок минералокортикоидов, дефіцит глюкокортикоїдів, надлишок адреналіну і дефіцит норадреналіну
Зниження активності мітохондріальних моно- і діамінооксідази	Надлишок кортикостероїдів, збільшення концентрації біогенних амінів (Субстратна ингибиция), порушення КОС, гіпоксія, гіпотермія
Перерозподіл з органів-депо	Порушення мікроциркуляції в шкірі, легких, шлунково-кишковому тракті

Серотонін впливає на різні види обміну речовин, але головним чином - на біоенергетичні процеси, істотно порушує при шоці. Серотонін викликає такі зміни вуглеводного обміну: збільшення активності фосфорілаз печінки, міокарда і скелетних м'язів, зниження вмісту в них глікогену, гіперглікемія, стимуляцію гліколізу, глюконеогенезу і окислення глюкози в пентозофосфатному циклі.

Серотонін сприяє підвищенню напруги кисню в крові і його споживання тканинами. Залежно від концентрації він або пригнічує дихання і окисне фосфорилювання в мітохондріях серця і мозку, або стимулює їх. Значне (в 2-20 разів) збільшення вмісту серотоніну в тканинах призводить до зниження інтенсивності окислювальних процесів. У ряді органів (нирки і печінку), біоенергетичні процеси в яких найбільш порушені при шоці, вміст серотоніну збільшено особливо значно (в 16-24 рази). Зміст серотоніну в головному мозку збільшено в меншій мірі (2-4 рази) і енергетичні процеси в ньому тривалий час залишаються на високому рівні. Вплив серотоніну на активність окремих ланок системи дихального ланцюга при шоці неоднаково в різних органах. Якщо в головному мозку він збільшує активність НАДН2 і знижує активність сукцинатдегідрогенази (СДГ), то в печінці - збільшує активність СДГ і цитохромоксидази. Механізм активації ферментів пояснюється впливом серотоніну на аденілатциклазу з наступним утворенням цАМФ з АТФ. Вважають, що цАМФ є внутрішньоклітинним посередником дії серотоніну. Зміст серотоніну в тканинах корелює з рівнем активності енергетичних ферментів (особливо з СДГ і АТФ-азой печінки). Активація СДГ серотоніном при шоці носить компенсаторний характер. Однак надмірне накопичення серотоніну призводить до того, що характер зв'язку з цим стає зворотним, при цьому активність СДГ знижується. Обмеження використання бурштинової кислоти в якості продукту окислення значно збіднює енергетичні можливості нирок при шоці. У міру розвитку шоку проявляється зв'язок між кількістю серотоніну в нирках і активністю ЛДГ, це свідчить про переключення активирующего впливу серотоніну з використання сукцината (в фізіологічних умовах) на споживання лактату в зв'язку з ингибицией СДГ, що є пристосувальної реакцією.

Крім того, серотонін впливає на зміст і обмін пуринових нуклеотидів, підвищення рівня яких в мітохондріях стимулює швидкість обороту АТФ. Серотонін утворює з АТФ оборотно дисоціюють мицеллярний комплекс. Зниження вмісту серотоніну в клітинах корелює зі зниженням рівня АТФ в них.

Накопичення серотоніну при шоці в певній мірі пов'язано зі зміною змісту АТФ. При цьому не виключено наявність і інших форм зв'язку внутрішньоклітинного серотоніну з білками, ліпідами, полісахариди і двовалентними катіонами, рівень яких в тканинах при шоці також змінюється.

Участь серотоніну у внутрішньоклітинних енергетичних процесах полягає не тільки в образовайіі енергії, а й у звільненні її з участю гідролаз АТФ. Серотонін активує Mg-АТФ-азу. Збільшення активності АТФ-ази мітохондрій печінки при шоці також може бути результатом підвищеного вмісту серотоніну.

Таким чином, накопичення серотоніну в тканинах організму при шоці може активно впливати на обмін вуглеводів в гликолитическом і пентозном циклах, дихання і поєднане з ним фосфорилювання, кумулюванню і використання енергії в клітинах. Молекулярний механізм дії серотоніну опосередкований переміщенням іонів по мембрані.

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

Вплив серотоніну на функції органів

Дія серотоніну на системному рівні полягає в його специфічному впливі на функціональний стан багатьох органів. Внутрішньошлуночковий введення серотоніну в дозах, близьких до шоковим, і внутрішньовенне введення b-оксітріптофана (легко проникає через гематоенцефалічний бар'єр і перетворюється в мозку в серотонін) викликає фазні зміни біоелектричної активності мозку, характерні для реакції активації в корі, гіпоталамусі і мезенцефаліческая формації . Аналогічні зміни в головному мозку встановлені в динаміці розвитку шоку, що побічно свідчить про істотну роль серотоніну в зміні функції ЦНС при шоці. Серотонін бере участь у виникненні мембранного потенціалу і організації синаптичної передачі нервових імпульсів. Адаптація організму до екстремального впливу супроводжується збільшенням вмісту серотоніну в мозку за рахунок збільшення потужності серотонінергічних нейронів. Збільшення вмісту серотоніну в гіпоталамусі активує нейросекреції і посилює функцію гіпофіза. Однак значне накопичення серотоніну в мозку може відігравати важливу роль у розвитку його набряку.

Істотно виражено багатопланове дію серотоніну на серцево-судинну систему. Великі його дози (10 мг і більше) викликають зупинку серця у різних видів експериментальних тварин. Безпосередній вплив серотоніну на міокард викликає системну і коронарнуо гіпертензію, а також різкі порушення кровообігу в серцевому м'язі, що супроводжуються її некрозом ( «серотоніновий» інфаркт). При цьому зміни окисного і вуглеводно-фосфорного обміну міокарда близькі до тих, які мають місце при порушеннях венечного кровообігу. На ЕКГ при шоці відзначаються досить істотні зміни: почастішання з подальшим уповільненням ЧСС, екстрасистол ія, поступовий зсув електричної осі серця вліво і деформація желудочкового комплексу, що може бути результатом розладів коронарного кровообігу.

Вплив серотоніну на артеріальний тиск залежить як від швидкості, дози і способу його введення, так і від виду експериментальних тварин. Так, у кішок, кроликів і пацюків внутрішньовенне введення серотоніну викликає в більшості випадків гіпотензію. У людей і собак він ініціює фазні зміни: коротку гіпотензію, змінну гіпертензією і подальшої гіпотензією. Сонна артерія високочутлива навіть до невеликих доз серотоніну. Передбачається наявність двох видів рецепторів, через які здійснюється прессорний і депресорні ефект серотоніну, опосередкований парасимпатичної нервової системою і каротидного клубочком. Внутрішньовенне введення серотоніну в дозі, приблизно відповідної його вмісту в обсязі циркулюючої крові при шоці, викликає зниження системного АТ, МОК і ОПС. Зниження кількості серотоніну в стінці кишечника і тканинах легенів пов'язано, ймовірно, з мобілізацією цього аміну з депо. Дія серотоніну на органи дихання може здійснюватися як місцево, так і рефлекторно, при цьому у щурів виникає бронхиолоспазм і почастішання дихання.

Нирки містять невелику кількість серотоніну, але його метаболізм значно змінюється при їх ішемії. Великі дози серотоніну викликають стійкий патологічний спазм судин, ішемію, вогнища некрозу в кірковому шарі, запустевание, дегенерацію і некроз канальцевого апарату. Подібна морфологічна картина нагадує мікроскопічне зміна нирок при шоці. Значне (в 10-20 разів) і стійке збільшення рівня серотоніну в тканини нирок при шоці може зумовити тривалий спазм їх судин. Особливо високий рівень серотоніну відзначається в період дизуричні розладів. При гострій нирковій недостатності концентрація серотоніну в крові підвищена в стадії олігурії і анурії, починає знижуватися в період відновлення діурезу і нормалізується в фазу поліурії, а при одужанні стає нижче фізіологічних значень. Серотонін знижує нирковий плазмоток, швидкість клубочкової фільтрації, діурез, виділення натрію і хлоридів з сечею. Механізм цих порушень обумовлений зниженням внутриклубочкового гідростатичного тиску і фільтрації, а також підвищенням осмотичного градієнта вмісту натрію в мозковій речовині і дистальних відділах канальців, що призводить до збільшення реабсорбції. Серотонін має важливе значення в механізмі ниркової недостатності при шоці.

Таким чином, помірне накопичення серотоніну в головному мозку і центральний ефект його при шоці може виявитися корисним, особливо в плані активації ГГАС. Активація серотоніном енергетичних ферментів також повинна розцінюватися як позитивний, компенсаторне явище при шоці. Проте надмірно високе накопичення серотоніну в міокарді і нирках створює можливість прямого надмірного впливу аміну на коронарне і нирковий кровообіг, порушення його обміну і виникнення серцевої і ниркової недостатності.

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