Serotonina

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Serotonina
formula di struttura
formula di struttura 3D
Nome IUPAC
5-idrossitriptamina
Nomi alternativi
5-HT
3-(2-amminoetil)-1H-indol-5-olo
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C10H12N2O
Massa molecolare (u) 176.22
Numero CAS [50-67-9]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
irritante

attenzione

Frasi H 302 - 312 - 315 - 319 - 332 - 335
Consigli P 261 - 280 - 305+351+338 [1]
Schema del sistema serotoninico e della Dopamina

La serotonina (5-HT) è una triptamina, neurotrasmettitore monoaminico sintetizzato nei neuroni serotoninergici nel sistema nervoso centrale, nonché nelle cellule enterocromaffini nell'apparato gastrointestinale, principalmente coinvolta nella regolazione dell'umore. Possiede formula chimica C10H12N2O, peso molecolare 176,22, numero CAS 50-67-9.

La sostanza fu isolata a Roma da Vittorio Erspamer nel 1935, inizialmente considerata un polifenolo; due anni più tardi, in seguito a degli studi su ghiandole cutanee di Discoglosso e ghiandole salivari di polpi, fu rinominata enteramina, la quale fu definitivamente rinominata serotonina nel 1948.

L'eccesso di serotonina può portare a gravi crisi note come sindrome serotoninergica. Gli aminoacidi ramificati riducono l'assorbimento di triptofano (e quindi la produzione di serotonina) a livello della barriera ematoencefalica (barriera che separa il sistema vascolare dal sistema nervoso centrale).

Distribuzione, biosintesi e degradazione[modifica | modifica sorgente]

Le più alte concentrazioni di 5-HT si trovano in tre diversi siti corporei:

  • Nella parete intestinale. Le cellule enterocromaffini contengono circa il 90% della quantità totale di 5-HT presente nell'organismo: queste sono cellule derivate dalla cresta neurale, simili a quelle della midollare del surrene, e mescolate alle cellule mucosali, principalmente nello stomaco e nell'intestino tenue.
  • Nel sangue. La 5-HT è presente in elevate concentrazioni nelle piastrine, che la accumulano dal plasma attraverso un sistema di trasporto attivo e la rilasciano in seguito all'aggregazione che si verifica nei siti di danno tissutale.
  • Nel sistema nervoso centrale. La 5-HT è un importante trasmettitore del SNC ed è presente in elevate concentrazioni in specifiche aree del mesencefalo.
 A partire da una molecola di triptofano si passa al 5-idrossitriptofano. Questa reazione è catalizzata dalla triptofano idrossilasi e sfrutta, come coenzimi, la tetraidrobiopterina e O2. Dal 5-HTP si passa alla serotonina. La reazione è catalizzata dalla decarbossilasi degli L-amminoacidi aromatici con l'aiuto del piridossal fosfato. Dalla serotonina si arriva al 5-HIAA, sul fondo dell'immagine. Questa reazione è catalizzata dalle MAO, nel processo sono conscumati O2 e acqua, mentre sono prodotti ammoniaca e acqua ossigenata.
Pathway della via metabolica della serotonina.

La biosintesi della 5-HT endogena segue una via simile a quella della noradrenalina, con la differenza che l'aminoacido precursore è il triptofano, invece della tirosina. Il triptofano viene convertito in 5-idrossitriptofano grazie all'azione della triptofano-idrossilasi. Il 5-idrossitriptofano (5-HTP) così prodotto viene decarbossilato a 5-HT, a opera dell'enzima decarbossilasi. Le piastrine accumulano la 5-HT durante il loro passaggio attraverso la circolazione intestinale, dove la concentrazione locale è relativamente alta. La 5-HT viene spesso immagazzinata nei neuroni e nelle cellule enterocromaffini come co-trasmettitore insieme con vari ormoni di natura peptidica, come la somatostatina, la sostanza P, e il polipeptide vasoattivo intestinale.

La degradazione della 5-HT avviene attraverso una deaminazione ossidativa, catalizzata dalle monoaminossidasi, seguita dall'ossidazione ad acido 5-idrossiindolacetico (5-HIAA) e dall'enzima "Solfotrasferasi che porta alla formazione di Triptamina-O-solfato.

Effetti farmacologici[modifica | modifica sorgente]

  • Tratto gastrointestinale. La 5-HT determina aumento della motilità intestinale, in parte per un effetto diretto sulle cellule muscolari lisce e in parte per un effetto indiretto di tipo eccitatorio sui neuroni enterici. La 5-HT stimola anche la secrezione di fluidi; inoltre provoca nausea e vomito mediante la stimolazione del muscolo liscio e dei nervi sensoriali nello stomaco. Il riflesso peristaltico, evocato dall'aumento della pressione in un segmento d'intestino, è mediato, almeno in parte, dalla secrezione di serotonina da parte delle cellule enterocromaffini, in risposta allo stimolo meccanico. Le cellule cromaffini rispondono anche alla stimolazione vagale determinando la secrezione di 5-HT.
  • Vasi sanguigni. Solitamente ha un'azione contrattile sui grandi vasi, sia arterie sia vene. L'attivazione dei recettori 5-HT1D dà origine alla vasocostrizione dei grandi vasi intracranici, la cui dilatazione contribuisce all'emicrania.
  • Piastrine. La 5-HT causa aggregazione piastrinica attraverso i recettori 5-HT2A, e le piastrine che si raccolgono nei vasi rilasciano altra 5-HT. Se l'endotelio è intatto, la liberazione di 5-HT dalle piastrine adese causa vasodilatazione, che permette lo scorrimento del flusso sanguigno; se esso è danneggiato, la 5-HT causa costrizione e ostacola ulteriormente il flusso ematico.
  • Terminazioni nervose. La 5-HT stimola le terminazioni nervose sensoriali nocicettive, principalmente attraverso i recettori 5-HT3. Se iniettata a livello cutaneo provoca dolore.
  • Sistema nervoso centrale. La 5-HT eccita alcuni neuroni e ne inibisce altri; inoltre agisce a livello presinaptico determinando inibizione del rilascio di neurotrasmettitori dalle terminazioni nervose.

Nel sistema nervoso centrale, la serotonina svolge un ruolo importante nella regolazione dell'umore, del sonno, della temperatura corporea, della sessualità e dell'appetito. La serotonina è coinvolta in numerosi disturbi neuropsichiatrici, come l'emicrania, il disturbo bipolare; deficit di serotonina causano disturbo ossessivo-compulsivo, la coazione a ripetere, manie ("mania dei microbi": ordine e pulizia), ansia, fame nervosa e bulimia, depressione, eiaculazione precoce maschile.

Alcune sostanze stupefacenti (quali le amfetamine e l'MDMA in particolare) agiscono su questo neurotrasmettitore, inibendone l'assorbimento. Questo porta ad un accumulo di serotonina nel cervello, generando, per il tempo di effetto della sostanza, uno stato di entusiasmo e benessere.[2][3][4]

Esercita anche funzioni a livello periferico, ad esempio sulle piastrine, nel processo di coagulazione del sangue e nella peristalsi gastrointestinale.

È prodotta dall'organismo per decarbossilazione di un amminoacido essenziale, il triptofano, e pare che sia influenzata anche dalla luce.

Molti psicofarmaci noti, come ad esempio gli antidepressivi SSRI (come il Dropaxin, Prozac e Zoloft), antidepressivi triciclici e inibitori delle monoammino-ossidasi agiscono su questo neurotrasmettitore.

La serotonina è un antagonista non competitivo (i recettori della seronina sono diversi) del testosterone, perché eleva il cortisolo ed è il precursore della melatonina, principale antagonista del testosterone. Sebbene nelle donne la concentrazione di testosterone sia 10 volte inferiore a quella degli uomini (ragione per cui ci si aspetterebbero livelli più alti di serotonina nelle donne), tuttavia, i sintomi da deficit di serotonina sono molto più frequenti e comunemente associati alle donne.

La serotonina costituisce il freno naturale del riflesso dell'eiaculazione e un basso livello di questo neurotrasmettitore è la causa costituzionale principale dell'eiaculazione precoce.

Proprio riguardo all'influenza della serotonina sulla sfera sessuale, uno studio pubblicato sulla rivista Nature nel 2011 ha dimostrato che topi maschi geneticamente privati delle cellule cerebrali adibite alla sintesi della serotonina, sviluppano un eguale interesse sessuale nei confronti di topi maschi e femmine, tentando nel 50% dei casi di accoppiarsi prima con i maschi e successivamente con le femmine. Se si inietta in questi topi maschi un precursore della serotonina, dopo mezz'ora ritornano ad accoppiarsi con topi di sesso femminile in via prioritaria.[5] La tesi controversa[6] è che, almeno negli animali, il deficit di serotonina è il principale fattore della preferenza omosessuale. Viceversa, anche nei topi si è visto che l'eccesso di serotonina non conduce alla scelta etero ma una situazione di indifferenza verso qualsiasi attività sessuale. Pure nell'uomo è noto questo fenomeno di calo della libido e verso qualsiasi desiderio e aspirazione in genere, ad esempio fra gli effetti collaterali noti dei farmaci antipressivi.

Recettori della serotonina[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Recettori serotoninergici.

I recettori 5-HT sono i recettori per la serotonina. Sono sette, si trovano nel sistema nervoso centrale e periferico, sulla membrana cellulare delle cellule nervose e in altri tipi di cellule. I recettori della serotonina influenzano vari processi biologici e neurologici, come l'aggressività, ansia, appetito, conoscenza, apprendimento, memoria, umore, nausea, sonno e termoregolazione. I recettori della serotonina sono il bersaglio di una varietà di farmaci e sostanze stupefacenti, tra cui molti antidepressivi, antipsicotici, anoressizzanti, e allucinogeni.

Farmaci che agiscono sui recettori serotoninergici[modifica | modifica sorgente]

  • Agonisti del recettore 5-HT1D (sumatriptan). Sono utilizzati per il trattamento dell'emicrania.
  • Antagonisti del recettore 5-HT3 (ondasetron). Sono utilizzati come farmaci antiemetici, in particolare per controllare la grave nausea e il vomito provocati da molti tipi di chemioterapia antitumorale.
  • Antagonisti del recettore 5-HT2 (metisergide). Bloccano anche altri recettori 5-HT, così come i recettori \alpha-adrenergici e istaminergici. Vengono utilizzati per la profilassi dell'emicrania.
  • Agonisti del recettore 5-HT4 (metoclopramide). Stimolano l'attività peristaltica coordinata.

Alcaloidi dell'ergot[modifica | modifica sorgente]

Gli alcaloidi dell'ergot sono prodotti da un fungo (Claviceps purpurea) che infesta i raccolti di cereali. I sintomi dell'avvelenamento sono costituiti principalmente da disturbi mentali e da un'intensa e dolorosa vasocostrizione periferica che determina gangrena. Gli alcaloidi dell'ergot sono molecole complesse la cui struttura base è l'acido lisergico (un alcaloide tetraciclico naturale).

Azioni[modifica | modifica sorgente]

Gli effetti degli alcaloidi dell'ergot sembrano mediati prevalentemente da recettori 5-HT, adrenergici o dopaminergici. Tutti gli alcaloidi dell'ergot determinano stimolazione della muscolatura liscia. I principali effetti farmacologici sono i seguenti.

  • Effetti vascolari. L'ergotamina causa un forte aumento della pressione sanguigna, dovuto alla attivazione dei recettori α-adrenergici con conseguente vasocostrizione. Allo stesso tempo, l'ergotamina antagonizza l'effetto pressorio dell'adrenalina.

Uso clinico[modifica | modifica sorgente]

L'unico impiego clinico dell'ergotamina è nel trattamento degli attacchi di emicrania che non rispondono a semplici analgesici.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 26.04.2012 riferita al cloridrato
  2. ^ DRONET Sostanze
  3. ^ LILA - Lega Italiana per la Lotta contro l'Aids
  4. ^ Psicoattivo - Mdma
  5. ^ Natura & Matematica: Serotonina: dal buonumore ai gusti sessuali?
  6. ^ One neurotransmitter to rule sexual preference?

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]