血清素

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血清素(Serotonin)
IUPAC名 3-(2-Aminoethyl)indol-5-ol
同義詞 5-羥色胺,5-Hydroxytryptamine, Enteramine; Thrombocytin, 3-(β-Aminoethyl)-5-hydroxyindole, Thrombotonin
縮寫 5-HT
中縫核, 腸嗜鉻細胞
廣泛
受體 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7
激動劑 SSRI, MAOI (間接)
前體 5-HTP
合成酶 芳族L-胺基酸脫羧酶
代謝酶 單胺氧化酶
資料庫連結
CAS註冊號 50-67-9 ✓
PubChem CID: 5202
ChemSpider 5013 ✓
KEGG C00780 ✓
血清素
IUPAC名
5-Hydroxytryptamine or
3-(2-Aminoethyl)indol-5-ol
別名 5-Hydroxytryptamine, 5-HT, Enteramine; Thrombocytin, 3-(β-Aminoethyl)-5-hydroxyindole, Thrombotonin
識別
CAS號 50-67-9
PubChem 5202
ChemSpider 5013
SMILES
InChI
InChIKey QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYAX
ChEBI 28790
KEGG C00780
MeSH Serotonin
IUPHAR配體 5
性質
化學式 C10H12N2O
摩爾質量 176.215 g/mol g·mol⁻¹
外觀 White powder
熔點 167.7 °C(441 K)
沸點 416 ± 30 °C
溶解性 slightly soluble
pKa 10.16 in water at 23.5 °C[1]
偶極矩 2.98 D
危險性
LD50 750 mg/kg (subcutaneous, rat),[2] 4500 mg/kg (intraperitoneal, rat),[3] 60 mg/kg (oral, rat)
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

血清素血清張力素英語:Serotonin,又稱5-羥色胺和血清胺,簡稱為5-HT)為單胺型神經遞質,由色氨酸經色氨酸羥化酶轉化為5-羥色氨酸,再經5-羥色氨酸脫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。血清素在大腦中的含量為總量的2%,有九成位於粘膜腸嗜珞細胞和肌間神經叢,參與腸蠕動的調節[4][5]。與腸粘膜進入血液的5-HT主要被血小板攝取。8%-9%的位於血小板中。因為5-HT不能透過血腦屏障,故中樞和外周可視為兩個獨立的系統。

許多真菌植物中皆含有血清素[6],而人類必須通過食物獲取色氨酸。

5-HT的影響涉及多個生理系統,特別與覺醒水平,睡眠-覺醒周期,心境食物和性行為有密切相關。有動物實驗表明,當提高血清素在動物體內含量時,動物的互相攻擊行為明顯減少。

血清素是一種抑制性神經遞質,最早於血清中發現,廣泛存在於哺乳動物組織中,在大腦皮層質及神經突觸內含量很高。在外周組織,血清素是一種強血管收縮劑和平滑肌收縮刺激劑。血清素還能增強記憶力,並能保護神經元免受「興奮神經毒素」的損害。如谷氨酸即對受損的神經細胞有很大的毒性,因此充足的血清素能在老化過程中防止腦損害發生。

作用機制[編輯]

腦幹中的中縫核是哺乳動物腦5-HT神經元密度最大的核團,大腦皮層是主要的投射區域,其中投射到額葉皮層的神經纖維最為濃密。還有槍額葉皮層以及運動皮層,主要投射來自於背側中縫核。正中縫合和背側中縫核的5-HT神經元包含高度並行的神經纖維,投射到多個終端領域。這表明那些在功能上相關的核可能接受同一組5-HT神經元甚至同一個神經元的投射。5-HT受體的現代分類是基於它的結構特徵和使用的第二信使系統。5-HT必須通過相應的受體的介導方能產生作用。5-HT受體複雜,已發現7種5-HT受體亞型。其中僅5-HT3受體與配體門控通道離子通道偶聯,其餘6種均與G蛋白偶聯,他們的結構包括7個跨膜區段,3個胞漿環和3個細胞外環。5-H通過激動不同的5-HT受體,可具有不同藥理作用。

1.心血管系統 作用複雜。靜脈注射微克5-HT可引起血壓的三相反應:

  • ①短暫的降低,這與5-HT激動5-HT3受體,引起心臟負性頻率作用有關;
  • ②持續數分鐘高血壓,這是5-HT激動5-HT2受體,引起腎、肺等組織血管收縮所致;
  • ③長時間的低血壓,是骨骼肌血管舒張所致,需要血管內皮細胞的參與。此外,5-HT激動血小板5-HT2受體,可引起血小板聚集。

2.平滑肌5-HT激動胃腸道平滑肌5-HT2受體或腸壁內神經節細胞5-HT4受體均可以引起胃腸道平滑肌收縮,使胃腸道張力增加,腸蠕動加快;5-HT尚可興奮支氣管平滑肌,哮喘病人對其特別敏感,但對正常人影響較小。

3.神經系統 動物側腦室注射5-HT後,可引起鎮靜、嗜睡和一系列行為反應,並影響體溫調節和運動功能。蟲咬和某些植物的刺顆刺激5-HT釋放,作用於感覺神經末梢,引起癢、痛。5-HT本身尚無臨床應用價值。臨床上使用選擇性5-羥色胺再吸收抑制劑(SSRIs)和單胺氧化酶抑制劑(MAOIs)提高突觸間隙5-HT濃度以治療抑鬱強迫諸多精神症狀。但存在著引發血清素綜合症的風險。

細胞作用[編輯]

受體[編輯]

血清素的受體5-羥色胺受體位於動物神經細胞和其它細胞類型中的細胞膜,並作為內源配體與廣泛的藥物和致幻藥干預的血清素的效果。

神經系統[編輯]

中縫核英語Raphe nuclei神經元在大腦中5-羥色胺釋放的主要來源[7]

缺乏症狀[編輯]

很多健康問題與大腦血清素水平低有關。造成血清素減少的原因有很多,包括壓力、缺乏睡眠營養不良和缺乏鍛鍊等。在降低到需要數量以下時,人們就會出現注意力集中困難等問題,會間接影響個人計劃和組織能力。這種情況還經常伴隨壓力和厭倦感,如果血清素水平進一步下降,還會引起抑鬱

其他一些與大腦血清素水平降低有關的問題還包括易怒、焦慮、疲勞、慢性疼痛和焦躁不安等。如果不採取預防措施,這些問題會隨時間推移而惡化,並最終引起強迫症、慢性疲勞綜合徵、關節炎、纖維肌痛和輕躁狂抑鬱症等疾病。患者可能會出現不必要的侵略行為和情緒波動。血清素水平較低的人群更容易發生抑鬱、衝動行為、酗酒、自殺、攻擊及暴力行為,科學家甚至通過改變實驗動物腦內血清素水平,使他們更具有攻擊性。

代謝[編輯]

血清素可以經單胺氧化酶(MAO)催化成5-羥色醛以及5-羥吲哚乙酸而隨尿液排出體外。5-HT的代謝主要是通過轉運體進行再攝取,一部分被降解另一部分被重新攝入囊泡。他的降解過程:經粒線體上的MAO,氧化脫氨基形成5羥吲哚乙醛,在經過醛脫氫酶的作用形成5-羥吲哚乙酸(5HILL)。5-羥吲哚乙酸可以作為抑鬱症患者自殺行為的預測標記。

補充[編輯]

血清素是由叫做色氨酸的胺基酸產生,因此簡單的方法是多吃胺基酸(尤其是色氨酸)含量高的食物,肉類和堅果等蛋白質含量豐富的食物可以提高大腦血清素水平。明亮的光線也有助於血清素水平提高,儘管還沒有科學證據證明因果,但增加日照時間與身體分泌血清素增加有相關性。碳水化合物對提高身體血清素水平也有幫助,雞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。一些研究還發現,體育運動也有助於提高大腦中的色氨酸數量,這最終可以幫助提高血清素分泌,坐禪、丹田呼吸、嚼口香糖、以及一些有規律的相對簡單的活動都可以促進血清素的分泌。

香蕉含有維生素B6,可以提高血清素濃度,能有助於抵抗抑鬱症。

為了防治月經期由於血清素降低而引起的偏頭痛,可以在月經前一周每天攝入50毫克的維生素B6,然後在整個月經期把劑量提高到每天100毫克。維生素B6刺激產生血清素,能夠收縮血管,防止偏頭痛的發生。需要注意的是,如果過長時間每天服用50mg-2000mg的維生素B6,可能會步態不穩和雙腳麻木。

參考資料[編輯]

  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. (編) 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[編輯]