Seerumi serotoniin

Täiskasvanute vereseerumi serotoniini kontsentratsiooni võrdlusväärtused (norm) on 0,22–2,05 μmol/l (40–80 μg/l); täisveres 0,28–1,14 μmol/l (50–200 ng/ml).

Serotoniin (oksütrüptamiin) on biogeenne amiin, mida leidub peamiselt trombotsüütides. Kehas ringleb igal ajahetkel kuni 10 mg serotoniini. 80–95% serotoniini koguhulgast kehas sünteesitakse ja säilitatakse seedetrakti enterokromafiinrakkudes. Serotoniin moodustub trüptofaanist dekarboksüülimise tulemusena. Seedetrakti enterokromafiinrakkudes adsorbeerub suurem osa serotoniinist trombotsüütidesse ja siseneb vereringesse. See amiin paikneb suurtes kogustes aju mitmes osas , seda on palju naha nuumrakkudes, seda leidub paljudes siseorganites, sealhulgas erinevates endokriinsetes näärmetes.

Serotoniin põhjustab trombotsüütide agregatsiooni ja fibriini molekulide polümerisatsiooni; trombotsütopeenia korral võib see normaliseerida verehüübe tagasitõmbumist. Sellel on stimuleeriv toime veresoonte, bronhioolide ja soolte silelihastele. Silelihaste stimuleerimise kaudu ahendab serotoniin bronhioole, suurendades soole peristaltikat, ja neerude veresoonte võrgustiku ahendamisega vähendab see diureesi. Serotoniini puudulikkus on funktsionaalse soolesulguse aluseks. Aju serotoniinil on pärssiv mõjukäbinääret hõlmava reproduktiivsüsteemi funktsioonile.

Serotoniini metabolismi enim uuritud rada on selle muundamine 5-hüdroksüindooläädikhappeks monoamiinoksüdaasi abil. See rada metaboliseerib 20–52% serotoniinist inimkehas.

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

Haigused ja seisundid, mille korral serotoniini kontsentratsioon vereseerumis muutub

Serotoniini tase on kõrgenenud

• Kõhupiirkonna kartsinoomi metastaasid.
• Medullaarne kilpnäärmevähk.
• Dumpingu sündroom.
• Äge soolesulgus.
• Tsüstiline fibroos.
• Müokardiinfarkt.

Kartsinoidsündroom on haruldane haigus, mis on põhjustatud kartsinoidi poolt suurenenud serotoniini sekretsioonist. Enam kui 95% juhtudest lokaliseerub seedekulglas ( pimesooles - 45,9%, niudesooles - 27,9%, pärasooles - 16,7%), kuid võib paikneda ka kopsudes, põies jne. Kartsinoid areneb soolekrüptide argyrofiilsetest rakkudest. Koos serotoniiniga toodab kartsinoid histamiini, bradükiniini ja teisi amiine, samuti prostaglandiine. Kõik kartsinoidid on potentsiaalselt pahaloomulised. Pahaloomulisuse risk suureneb kasvaja suuruse suurenedes.

Kartsinoidsündroomi korral suureneb serotoniini kontsentratsioon veres 5–10 korda. Tervetel inimestel kulub serotoniini sünteesiks ainult 1% trüptofaanist, kartsinoidsündroomiga patsientidel aga kuni 60%. Serotoniini sünteesi suurenemine kasvajas viib nikotiinhappe sünteesi vähenemiseni ja PP-vitamiini puudulikkusele (pellagra) iseloomulike sümptomite tekkeni. Pahaloomulise kartsinoidkasvajaga patsientide uriinis tuvastatakse suur hulk serotoniini metabolismi tooteid – 5-hüdroksüindooläädik- ja 5-hüdroksüindooläädikhape. 5-hüdroksüindooläädikhappe eritumine uriiniga, mis ületab 785 μmol/päevas (norm on 10,5–36,6 μmol/päevas), on prognostiliselt ebasoodne märk. Pärast kartsinoidi radikaalset kirurgilist eemaldamist normaliseerub serotoniini kontsentratsioon veres ja selle metabolismi toodete eritumine uriiniga. Serotoniini metabolismi toodete eritumise normaliseerumise puudumine näitab, et operatsioon ei olnud radikaalne või esinesid metastaasid. Serotoniini kontsentratsiooni suurenemine veres võib esineda ka teiste seedetrakti haiguste korral.

Serotoniini tase on vähenenud

• Downi sündroom
• Ravimata fenüülketonuuria

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

Serotoniini mõju ainevahetusele

Šoki korral suureneb serotoniini sisaldus kõigis organites märkimisväärselt, samal ajal kui amiini metabolism on häiritud ja selle metaboliitide sisaldus suureneb.

Mehhanismid serotoniini ja histamiini sisalduse suurendamiseks kudedes

Mehhanism	Neid põhjustavad tegurid
Mastirakkude ja soole enterokromafiinrakkude degranulatsioon; amiinide vabanemine	Madala molekulmassiga (monoamiinid, diamiinid, aromaatsed amiinid), makromolekulaarsed (mürgid, toksiinid, antigeeni-antikeha kompleks, peptoon, anafülaktiin) ained
Katabolismi, proteolüüsi ja autolüüsi intensiivistumine	Muutused, glükokortikoidide, kilpnäärmehormoonide liig, proteolüütiliste ensüümide aktiivsuse suurenemine, hüpoksia
Bakteriaalse koe mitokondriaalse trüptofaani ja histidiindekarboksülaasi suurenenud aktiivsus	Mineralokortikoidide liig, glükokortikoidide puudus, adrenaliini liig ja noradrenaliini puudus
Mitokondriaalsete mono- ja diamiinoksüdaaside aktiivsuse vähenemine	Liigne kortikosteroidide manustamine, biogeensete amiinide suurenenud kontsentratsioon (substraadi inhibeerimine), happe-aluse tasakaalu häire, hüpoksia, hüpotermia
Ümberjaotamine depooüksustest	Mikrotsirkulatsiooni häired nahas, kopsudes, seedetraktis

Serotoniin mõjutab mitmesuguseid ainevahetusprotsesse, kuid peamiselt bioenergeetilisi protsesse, mis šoki korral oluliselt häiruvad. Serotoniin põhjustab järgmisi muutusi süsivesikute ainevahetuses: maksa, müokardi ja skeletilihaste fosforülaaside aktiivsuse suurenemist, glükogeenisisalduse vähenemist neis, hüperglükeemiat, glükolüüsi, glükoneogeneesi ja glükoosi oksüdatsiooni stimuleerimist pentoosfosfaadi tsüklis.

Serotoniin suurendab vere hapnikupinget ja selle tarbimist kudedes. Sõltuvalt kontsentratsioonist see kas pärsib hingamist ja oksüdatiivset fosforüülimist südame ja aju mitokondrites või stimuleerib neid. Serotoniini sisalduse märkimisväärne (2-20-kordne) suurenemine kudedes viib oksüdatiivsete protsesside intensiivsuse vähenemiseni. Mitmetes organites (neerud ja maks), mille bioenergeetilised protsessid on šoki korral kõige enam häiritud, suureneb serotoniini sisaldus eriti märkimisväärselt (16-24 korda). Ajus suureneb serotoniini sisaldus vähemal määral (2-4 korda) ja energiaprotsessid selles püsivad pikka aega kõrgel tasemel. Serotoniini mõju hingamisahela süsteemi üksikute lülide aktiivsusele šoki korral ei ole erinevates organites sama. Kui ajus suurendab see NADH2 aktiivsust ja vähendab suktsinaatdehüdrogenaasi (SDH) aktiivsust, siis maksas suurendab see SDH ja tsütokroomoksüdaasi aktiivsust. Ensüümi aktiveerimise mehhanismi seletatakse serotoniini mõjuga adenülaattsüklaasile, millele järgneb cAMP moodustumine ATP-st. Arvatakse, et cAMP on serotoniini toime rakusisene mediaator. Serotoniini sisaldus kudedes korreleerub energiaensüümide aktiivsuse tasemega (eriti SDH ja maksa ATPaasiga). SDH aktiveerimine serotoniini poolt šoki korral on kompenseeriva iseloomuga. Serotoniini liigne akumuleerumine viib aga selleni, et see seos muutub pöördvõrdeliseks, samal ajal kui SDH aktiivsus väheneb. Merevaikhappe kui oksüdatsiooniprodukti kasutamise piiramine vähendab oluliselt neerude energiavõimekust šoki korral. Šoki arenedes ilmneb seos neerudes oleva serotoniini hulga ja LDH aktiivsuse vahel, mis näitab serotoniini aktiveeriva toime üleminekut suktsinaadi kasutamiselt (füsioloogilistes tingimustes) laktaadi tarbimisele SDH pärssimise tõttu, mis on adaptiivne reaktsioon.

Lisaks mõjutab serotoniin puriinnukleotiidide sisaldust ja metabolismi, mille taseme tõus mitokondrites stimuleerib ATP käibe kiirust. Serotoniin moodustab ATP-ga pöörduvalt dissotsieeruva mitsellaarkompleksi. Serotoniini sisalduse vähenemine rakkudes korreleerub ATP taseme langusega neis.

Serotoniini akumuleerumine šoki ajal on teatud määral seotud ATP sisalduse muutustega. Samal ajal ei saa välistada ka teisi rakusisese serotoniini sideme vorme valkude, lipiidide, polüsahhariidide ja kahevalentsete katioonidega, mille tase kudedes šoki ajal samuti muutub.

Serotoniini osalemine rakusisestes energiaprotsessides ei seisne mitte ainult energia moodustumises, vaid ka selle vabanemises ATP hüdrolaaside osalusel. Serotoniin aktiveerib Mg-ATPaasi. Maksa mitokondrite ATPaasi suurenenud aktiivsus šoki korral võib olla ka serotoniini taseme tõusu tagajärg.

Seega võib serotoniini akumuleerumine kehakudedes šoki ajal aktiivselt mõjutada süsivesikute metabolismi glükolüüsi- ja pentoostsüklis, hingamist ja sellega seotud fosforüülimist, energia akumuleerumist ja kasutamist rakkudes. Serotoniini toime molekulaarne mehhanism on vahendatud ioonide liikumise kaudu mööda membraani.

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

Serotoniini mõju elundite funktsioonidele

Serotoniini toime süsteemsel tasandil seisneb selle spetsiifilises mõjus paljude organite funktsionaalsele seisundile. Serotoniini intraventrikulaarne manustamine šokiannustele lähedastes annustes ja b-oksütrüptofaani intravenoosne manustamine (mis tungib kergesti läbi hematoentsefaalbarjääri ja muundub ajus serotoniiniks) põhjustab aju bioelektrilise aktiivsuse faasimuutusi, mis on iseloomulikud aktivatsioonireaktsioonile ajukoores, hüpotalamuses ja mesentsefaalses retikulaarformatsioonis. Sarnaseid muutusi ajus on täheldatud ka šoki arengu dünaamikas, mis viitab kaudselt serotoniini olulisele rollile kesknärvisüsteemi funktsiooni muutmisel šoki ajal. Serotoniin osaleb membraanipotentsiaali tekkimises ja närviimpulsside sünaptilise ülekande korraldamises. Keha kohanemisega äärmuslike mõjudega kaasneb serotoniini sisalduse suurenemine ajus serotonergiliste neuronite võimsuse suurenemise tõttu. Serotoniini sisalduse suurenemine hüpotalamuses aktiveerib neurosekretsiooni ja parandab hüpofüüsi funktsiooni. Serotoniini märkimisväärne kogunemine ajus võib aga mängida olulist rolli selle tursete tekkes.

Serotoniinil on südame-veresoonkonnale oluline mitmetahuline mõju. Suured annused (10 mg või rohkem) põhjustavad erinevat tüüpi katseloomadel südameseiskust. Serotoniini otsene mõju müokardile põhjustab süsteemset ja koronaarset hüpertensiooni, samuti südamelihase raskeid vereringehäireid, millega kaasneb selle nekroos ("serotoniini" infarkt). Sellisel juhul on müokardi oksüdatiivse ja süsivesikute-fosfori metabolismi muutused lähedased neile, mis esinevad koronaarvereringe häirete korral. Šoki EKG-l on näha väga olulisi muutusi: südame löögisageduse tõus, millele järgneb aeglustumine, ekstrasüstoolid, südame elektrilise telje järkjärguline nihkumine vasakule ja vatsakeste kompleksi deformatsioon, mis võib olla koronaarvereringe häirete tagajärg.

Serotoniini mõju vererõhule sõltub manustamiskiirusest, annusest ja manustamisviisist, samuti katseloomade tüübist. Seega põhjustab kassidel, küülikutel ja rottidel serotoniini intravenoosne manustamine enamikul juhtudel hüpotensiooni. Inimestel ja koertel algatab see faasimuutusi: lühiajalist hüpotensiooni, millele järgneb hüpertensioon ja seejärel hüpotensioon. Unearter on isegi väikeste serotoniini annuste suhtes väga tundlik. Eeldatakse, et on kahte tüüpi retseptoreid, mille kaudu serotoniini pressor- ja depressortoimeid vahendavad parasümpaatiline närvisüsteem ja unearteri glomerulus. Serotoniini intravenoosne manustamine annuses, mis vastab ligikaudu selle sisaldusele vereringes šoki korral, põhjustab süsteemse vererõhu, südame väljundmahu ja perifeerse veresoonte resistentsuse langust. Serotoniini hulga vähenemine sooleseinas ja kopsukoes on tõenäoliselt seotud selle amiini mobiliseerimisega depost. Serotoniini mõju hingamiselunditele võib olla nii lokaalne kui ka refleksiivne, põhjustades rottidel bronhiolospasmi ja hingamissageduse suurenemist.

Neerud sisaldavad vähesel hulgal serotoniini, kuid selle metabolism muutub isheemia ajal oluliselt. Suured serotoniini annused põhjustavad püsivat patoloogilist veresoonte spasmi, isheemiat, nekroosikoldeid ajukoores, tubulaarse aparaadi hävimist, degeneratsiooni ja nekroosi. Selline morfoloogiline pilt sarnaneb neerude mikroskoopiliste muutustega šoki ajal. Serotoniini taseme oluline (10-20-kordne) ja püsiv tõus neerukoes šoki ajal võib põhjustada veresoonte pikaajalist spasmi. Eriti kõrge serotoniini tase on täheldatud düsuuriliste häirete ajal. Ägeda neerupuudulikkuse korral on serotoniini kontsentratsioon veres kõrgenenud oliguuria ja anuuria staadiumis, hakkab diureesi taastumise perioodil langema ja normaliseerub polüuuria faasis ning langeb taastumise ajal alla füsioloogiliste väärtuste. Serotoniin vähendab neeruplasma voolu, glomerulaarfiltratsiooni kiirust, diureesi ning naatriumi ja kloriidide eritumist uriiniga. Nende häirete mehhanism on tingitud intraglomerulaarse hüdrostaatilise rõhu ja filtratsiooni vähenemisest, samuti naatriumisisalduse osmootse gradiendi suurenemisest medulla ja distaalsetes tubulites, mis viib reabsorptsiooni suurenemiseni. Serotoniinil on oluline roll neerupuudulikkuse mehhanismis šoki korral.

Seega võib serotoniini mõõdukas akumuleerumine ajus ja selle tsentraalne toime šoki korral olla kasulik, eriti HPAS-i aktiveerimise seisukohast. Energiaensüümide aktiveerimist serotoniini poolt tuleks samuti pidada positiivseks kompenseerivaks nähtuseks šoki korral. Serotoniini liiga suur akumuleerumine müokardis ja neerudes loob aga võimaluse amiini otseseks liigseks mõjuks koronaar- ja neeruvereringele, selle metabolismi häirumiseks ning südame- ja neerupuudulikkuse tekkeks.

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