血清素

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血清素(Serotonin)
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IUPAC名 3-(2-Aminoethyl)indol-5-ol
同义词 5-羟色胺,5-Hydroxytryptamine, Enteramine; Thrombocytin, 3-(β-Aminoethyl)-5-hydroxyindole, Thrombotonin
缩写 5-HT
中缝核, 肠嗜铬细胞
广泛
受体 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7
激动剂 SSRI, MAOI (间接)
前体 5-HTP
合成酶 芳族L-氨基酸脱羧酶
代谢酶 单胺氧化酶
数据库链接
CAS注册号 50-67-9 ✓
PubChem CID: 5202
ChemSpider 5013 ✓
KEGG C00780 ✓
血清素
IUPAC名
5-Hydroxytryptamine or
3-(2-Aminoethyl)indol-5-ol
别名 5-Hydroxytryptamine, 5-HT, Enteramine; Thrombocytin, 3-(β-Aminoethyl)-5-hydroxyindole, Thrombotonin
识别
CAS号 50-67-9
PubChem 5202
ChemSpider 5013
SMILES
InChI
InChIKey QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYAX
ChEBI 28790
KEGG C00780
MeSH Serotonin
IUPHAR配体 5
性质
化学式 C10H12N2O
摩尔质量 176.215 g/mol g·mol⁻¹
外观 White powder
熔点 167.7 °C(441 K)
沸点 416 ± 30 °C
溶解性 slightly soluble
pKa 10.16 in water at 23.5 °C[1]
偶极矩 2.98 D
危险性
LD50 750 mg/kg (subcutaneous, rat),[2] 4500 mg/kg (intraperitoneal, rat),[3] 60 mg/kg (oral, rat)
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

血清素血清張力素英语:Serotonin,又稱5-羟色胺和血清胺,简称为5-HT)為單胺型神經遞質,由色氨酸经色氨酸羟化酶转化为5-羟色氨酸,再经5-羟色氨酸脱羧酶合成於中樞神經元及動物(包含人類)消化道之腸嗜鉻細胞。血清素在大脑中的含量为总量的2%,有九成位于粘膜肠嗜珞细胞和肌间神经丛,参与肠蠕动的调节[4][5]。与肠粘膜进入血液的5-HT主要被血小板摄取。8%-9%的位于血小板中。因为5-HT不能透过血脑屏障,故中枢和外周可视为两个独立的系统。

許多真菌植物中皆含有血清素[6],而人类必须通过食物获取色氨酸。

5-HT的影响涉及多个生理系统,特别与觉醒水平,睡眠-觉醒周期,心境食物和性行为有密切相关。有动物实验表明,当提高血清素在动物体内含量时,动物的互相攻击行为明显减少。

血清素是一种抑制性神经递质,最早于血清中发现,广泛存在于哺乳动物组织中,在大脑皮层质及神经突触内含量很高。在外周组织,血清素是一种强血管收缩剂和平滑肌收缩刺激剂。血清素还能增强记忆力,并能保护神经元免受“兴奋神经毒素”的损害。如谷氨酸即对受损的神经细胞有很大的毒性,因此充足的血清素能在老化过程中防止脑损害发生。

作用机制[编辑]

脑干中的中缝核是哺乳动物脑5-HT神经元密度最大的核团,大脑皮层是主要的投射区域,其中投射到额叶皮层的神经纤维最为浓密。还有枪额叶皮层以及运动皮层,主要投射来自于背侧中缝核。正中缝合和背侧中缝核的5-HT神经元包含高度并行的神经纤维,投射到多个终端领域。这表明那些在功能上相关的核可能接受同一组5-HT神经元甚至同一个神经元的投射。5-HT受体的现代分类是基于它的结构特征和使用的第二信使系统。5-HT必须通过相应的受体的介导方能产生作用。5-HT受体复杂,已发现7种5-HT受体亚型。其中仅5-HT3受体与配体门控通道离子通道偶联,其余6种均与G蛋白偶联,他们的结构包括7个跨膜区段,3个胞浆环和3个细胞外环。5-H通过激动不同的5-HT受体,可具有不同药理作用。

  • 心血管系统:作用复杂,静脉注射微克5-HT可引起血压的三相反应:
  1. 短暂的降低,这与5-HT激动5-HT3受体,引起心脏负性频率作用有关;
  2. 持续数分钟高血压,这是5-HT激动5-HT2受体,引起肾、肺等组织血管收缩所致;
  3. 长时间的低血压,是骨骼肌血管舒张所致,需要血管内皮细胞的参与。此外,5-HT激动血小板5-HT2受体,可引起血小板聚集。
  • 平滑肌:5-HT激动胃肠道平滑肌5-HT2受体,或肠壁内神经节细胞5-HT4受体,均可以引起胃肠道平滑肌收缩,使胃肠道张力增加,肠蠕动加快;5-HT尚可兴奋支气管平滑肌,哮喘病人对其特别敏感,但对正常人影响较小。
  • 神经系统:动物侧脑室注射5-HT后,可引起镇静、嗜睡和一系列行为反应,并影响体温调节和运动功能。虫咬和某些植物的刺颗刺激5-HT释放,作用于感觉神经末梢,引起痒、痛。5-HT本身尚无临床应用价值。临床上使用选择性5-羟色胺再吸收抑制剂(SSRIs)和单胺氧化酶抑制剂(MAOIs)提高突触间隙5-HT浓度以治疗抑郁强迫诸多精神症状。但存在着引发血清素综合症的风险。

细胞作用[编辑]

受体[编辑]

血清素的受体5-羟色胺受体位于动物神经细胞和其它细胞类型中的细胞膜,并作为内源配体与广泛的药物和致幻药干预的血清素的效果。

神经系统[编辑]

中缝核英语Raphe nuclei神经元在大脑中5-羟色胺释放的主要来源[7]

缺乏症状[编辑]

很多健康问题与大脑血清素水平低有关。造成血清素减少的原因有很多,包括压力、缺乏睡眠营养不良和缺乏锻炼等。在降低到需要数量以下时,人们就会出现注意力集中困难等问题,会间接影响个人计划和组织能力。这种情况还经常伴随压力和厌倦感,如果血清素水平进一步下降,还会引起抑郁

其他一些与大脑血清素水平降低有关的问题还包括易怒、焦虑、疲劳、慢性疼痛和焦躁不安等。如果不采取预防措施,这些问题会随时间推移而恶化,并最终引起强迫症、慢性疲劳综合征、关节炎、纤维肌痛和轻躁狂抑郁症等疾病。患者可能会出现不必要的侵略行为和情绪波动。血清素水平较低的人群更容易发生抑郁、冲动行为、酗酒、自杀、攻击及暴力行为,科学家甚至通过改变实验动物脑内血清素水平,使他们更具有攻击性。

代谢[编辑]

血清素可以经单胺氧化酶(MAO)催化成5-羟色醛以及5-羟吲哚乙酸而随尿液排出体外。5-HT的代谢主要是通过转运体进行再摄取,一部分被降解另一部分被重新摄入囊泡。他的降解过程:经线粒体上的MAO,氧化脱氨基形成5羟吲哚乙醛,在经过醛脱氢酶的作用形成5-羟吲哚乙酸(5HILL)。5-羟吲哚乙酸可以作为抑郁症患者自杀行为的预测标记。

补充[编辑]

血清素是由叫做色氨酸的氨基酸产生,因此简单的方法是多吃氨基酸(尤其是色氨酸)含量高的食物,肉类和坚果等蛋白质含量丰富的食物可以提高大脑血清素水平。明亮的光线也有助于血清素水平提高,尽管还没有科学证据证明因果,但增加日照时间与身体分泌血清素增加有相关性。碳水化合物对提高身体血清素水平也有帮助,鸡蛋香蕉和胡桃等碳水化合物含量高的食物可以提高血清素水平。一些研究还发现,体育运动也有助于提高大脑中的色氨酸数量,这最终可以帮助提高血清素分泌,坐禅、丹田呼吸、嚼口香糖、以及一些有规律的相对简单的活动都可以促进血清素的分泌。

香蕉含有维生素B6,可以提高血清素浓度,能有助于抵抗抑郁症。

为了防治月经期由于血清素降低而引起的偏头痛,可以在月经前一周每天摄入50毫克的维生素B6,然后在整个月经期把剂量提高到每天100毫克。维生素B6刺激产生血清素,能够收缩血管,防止偏头痛的发生。需要注意的是,如果过长时间每天服用50mg-2000mg的维生素B6,可能会步态不稳和双脚麻木。

參考資料[编辑]

  1. ^ Mazák, K.; Dóczy, V.; Kökösi, J.; Noszál, B. Proton Speciation and Microspeciation of Serotonin and 5-Hydroxytryptophan. Chemistry & Biodiversity. 2009, 6 (4): 578–90. doi:10.1002/cbdv.200800087. PMID 19353542. 
  2. ^ Erspamer, Vittorio. Ricerche preliminari sulle indolalchilamine e sulle fenilalchilamine degli estratti di pelle di Anfibio. Ricerca Scientifica. 1952, 22: 694–702. 
  3. ^ Tammisto, Tapani. Increased toxicity of 5-hydroxytryptamine by ethanol in rats and mice. Annales medicinae experimentalis et biologiae Fenniae. 1967, 46 (3, Pt. 2): 382–4. 
  4. ^ King MW. Serotonin. The Medical Biochemistry Page. Indiana University School of Medicine. [2009-12-01]. 
  5. ^ Berger M, Gray JA, Roth BL. The expanded biology of serotonin. Annu. Rev. Med. 2009, 60: 355–66. doi:10.1146/annurev.med.60.042307.110802. PMID 19630576. 
  6. ^ Kang K, Park S, Kim YS, Lee S, Back K. Biosynthesis and biotechnological production of serotonin derivatives. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009, 83 (1): 27–34. doi:10.1007/s00253-009-1956-1. PMID 19308403. 
  7. ^ Frazer, A.; and Hensler, J. G. Understanding the neuroanatomical organization of serotonergic cells in the brain provides insight into the functions of this neurotransmitter. (编) Siegel, G. J. Basic Neurochemistry. Agranoff, Bernard W.; Fisher, Stephen K.; Albers, R. Wayne; Uhler, Michael D. Sixth. Lippincott Williams and Wilkins. 1999. ISBN 0-397-51820-X. In 1964, Dahlstrom and Fuxe (discussed in [2]), using the Falck-Hillarp technique of histofluorescence, observed that the majority of serotonergic soma are found in cell body groups, which previously had been designated as the Raphe nuclei. 

參看[编辑]