Серотонин чаще других медиаторов обсуждают в медицинской литературе. Нарушения метаболизма серотонина приводят к изменениям поведения, к которым относят тревожные состояния, обсессивно-компульсивные расстройства и булимию. Кроме того, установлена взаимосвязь снижения уровня серотонина с развитием депрессий.
Тела серотонинергических нейронов располагаются в средней области шва ствола мозга, а обширные ответвления аксонов направляются ко всем участками серого вещества головного и спинного мозга.
Серотонин, известный также как 5-гидрокситриптамин (5-НТ), синтезируется из получаемой с пищей аминокислоты триптофана. Триптофан проходит через гематоэнцефалический барьер путем активного транспорта в межклеточную жидкость и поступает в серотонинергические нейроны. Синтез серотонина осуществляется в два этапа: триптофан под действием фермента триптофангидроксилазы превращается в 5-гидрокси-триптофан, который, в свою очередь, декарбоксилируется под действием 5-гидрокситриптофандекарбоксилазы до серотонина.
Схема синтеза серотонина из триптофана.
а) Рецепторы. Выделяют семь видов серотониновых рецепторов. В настоящее время проводят исследования по идентификации конкретных рецепторов, чрезмерная или недостаточная активность которых лежит в основе развития определенных заболеваний, в большинстве своем психиатрических. Характерные особенности некоторых серотониновых рецепторов приведены в таблице ниже. В таблице указано, что рецепторы присутствуют и на самом нейроне — источнике возбуждения. К этим рецепторам подходят возвратные коллатерали аксона.
б) Обратный захват. Обратный захват серотонина происходит по тем же принципам, что и захват катехоламинов: последний этап синтеза медиатора осуществляется в булавовидном утолщении нейрона, а после высвобождения молекулы нейромедиатора активируют пресинаптические ауторецепторы исходного нейрона или отдельные гетерорецепторы прилежащих нейронов. В синаптической щели или вблизи нее отсутствует фермент, разрушающий медиатор (как, например, КОМТ в катехоламиновых синапсах), однако в булавовидном утолщении нейрона функционирует фермент МАО.
в) Роль моноаминов в нарушении поведения и эмоционального состояния. Многие расстройства поведения и эмоционального состояния (депрессия, бессонница, тревожные расстройства, панические атаки, фобии) связаны с нарушением функционирования моноаминов. Участки мозга, задействованные в развитии этих состояний, описаны в отдельных статьях на сайте.
Схема синтеза и обратного захвата молекул медиатора серотонина в ЦНС.
(1) Серотонин помещается в синаптические пузырьки.
(2) Медиатор высвобождается в синаптическую щель путем экзоцитоза и (3) достигает серотониновых рецепторов.
(4) За счет белков-переносчиков происходит обратный захват серотонина (этот процесс клинически значим).
(5) Некоторые молекулы медиатора вновь помещаются в синаптические пузырьки.
(6) Некоторые молекулы расщепляются ферментом моноаминоксидазой (МАО). Этот процесс также клинически значим.
(7) Некоторые молекулы серотонина активируют пресинаптические рецепторы.
(8) 5-НТ1D-пресинаптические рецепторы стимулируют дальнейшее высвобождение медиатора.
(9) Некоторые молекулы серотонина попадают в межклеточное пространство и обеспечивают активацию других рецепторов за счет объемной внесинаптической передачи.
