เซโรโทนิน

เซโรโทนิน ( ) (5-hydroxytryptamine, or 5-HT) เป็นสารสื่อประสาทที่มีโครงสร้างทางเคมีเป็นโมโนอะมีน (monoamine neurotransmitter) พบมากในระบบทางเดินอาหารของสัตว์ (gastrointestinal tract of animals) และประมาณ 80-90% ของปริมาณเซโรโทนินรวมในร่างกายมนุษย์พบใน enterochromaffin cells ซึ่งเป็นเซลล์ในทางเดินอาหาร (gut) ซึ่งทำหน้าที่ในการควบคุมการเคลื่อนไหวของทางเดินอาหาร  .Serotonin tests info, Accessed May 6, 2008 ส่วนเซโรโทนินในร่างกายอีก 10-20% นั้น ถูกสังเคราะห์ในระบบประสาทส่วนกลางจากเซลล์ประสาทที่สามารถสร้างเซโรโทนินได้ (serotonergic neurons) ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารสื่อประสาท ซึ่งมีบทบาทหลายหน้าที่เช่น การควบคุมความหิว อารมณ์ และความโกรธ

เซโรโทนินยังพบในเห็ดและพืชผักผลไม้ต่าง ๆ อีกด้วย

 หน้าที่การทำงาน 
เซโรโทนินเป็นสารสื่อประสาท (neurotransmitter) ตั้งแต่ในสัตว์ที่เพิ่งเริ่มมีการพัฒนาระบบประสาทอย่างหนอนตัวกลม (roundworm) Caenorhabditis elegans เซโรโทนินจะกระตุ้นกล้ามเนื้อที่ใช้ในการกินอาหารของมันTimothy Niacaris,Leon Avery: "Serotonin regulates repolarization of the C. elegans pharyngeal muscle", The Journal of Experimental Biology 206, 223-231 (2003) http://jeb.biologists.org/cgi/content/full/206/2/223 ทั้งนี้เซโรโทนินยังทำหน้าที่กระตุ้นเซลล์ประสาทที่ไวต่อมัน (serotonin-sensitive neurons) ซึ่งควบคุมการรับรู้ปริมาณสารอาหารในร่างกายของสัตว์ ถ้าหนอนตัวกลมนี้ถูกเอาสารเซโรโทนินออกจากร่างกาย มันจะมีพฤติกรรมคล้ายกับการมีชีวิตในระยะที่ขาดแคลนอาหาร โดยมันจะเคลื่อนที่มากขึ้นและไม่ค่อยผสมพันธุ์และออกไข่ ซึ่งหากให้สารเซโรโทนินเข้าไป หนอนจะมีพฤติกรรมในทางตรงกันข้ามSupriya Srinivasan, Leila Sadegh, Ida C. Elle, Anne G.L. Christensen,Nils J. Faergeman, Kaveh Ashrafi: "Serotonin Regulates C. elegans Fat and Feeding through Independent Molecular Mechanisms", Cell Metabolism, Volume 7, Issue 6, 533-544, 4 June 2008 http://www.cell.com/cell-metabolism/abstract/S1550-4131  (08) 00144-7

ในสัตว์ที่มีระบบประสาทเจริญกว่าหนอนตัวกลม เซโรโทนินจะถูกใช้ในการรับรู้สัญญาณที่ซับซ้อนขึ้น ในมนุษย์สารเซโรโทนินมีบทบาทสำคัญในการควบคุมอารมณ์ (mood) ความโกรธ (anger) และความก้าวร้าว (aggression) ซึ่งเราสามารถดูแนวโน้มทางพฤติกรรมของหนอนเมื่อเราให้เซโรโทนินมาเปรียบเทียบกับในมนุษย์ได้

เซโรโทนินทำหน้าที่หลายอย่างในสมอง และมีความหลากหลายในชนิดของตัวรับสารสื่อประสาท (serotonin receptors) และชนิดของตัวกลางในการส่งเซโรโทนิน serotonin transporter ซึ่ง transporter จะช่วยในการเก็บสารสื่อประสาทกลับคืน (reuptake) สู่เซลล์ประสาทก่อนหน้า synapse นั้น ๆ (presynapses) ซึ่งหากโมเลกุลเหล่านี้มีความผิดปกติจะทำให้เกิดโรคทางจิตได้ ปัจจุบันมียารักษาโรคทางประสาทหลายชนิดที่มีเป้าหมายที่ระบบการส่งกระแสประสาทที่ใช้เซโรโทนินเป็นสารสื่อประสาท ซึ่งในตอนนี้จะเน้นการค้นคว้าเกี่ยวกับยีนที่เกี่ยวข้องกับเซโรโทนินที่มีผลต่อโรคทางจิตเวช ซึ่งบางรายงานได้เผยว่า promoter region ของ serotonin transporter protein เป็น 10% ของตัวแปรสำคัญในการทำให้เกิดนิสัยวิตกกังวล  และยีนนี้ยังมีผลต่อการเกิดโรคซึมเศร้า (depression) ซึ่งยังมีปัจจัยของสภาพแวดล้อมเป็นตัวแปรด้วย

ระดับเซโรโทนินในสมองยังแสดงถึงระดับความก้าวร้าว (aggression)  และหากมีการผ่าเหล่า (mutation) ในยีนที่มีข้อมูลของ 5-HT2A receptor อาจเพิ่มความเสี่ยงในการฆ่าตัวตายได้ด้วย

จากการใช้ ultimatum game เป็นโมเดลการทดลอง แสดงให้เห็นว่าผู้ที่ถูกลดระดับเซโรโทนินจะต่อต้านการปฏิบัติที่ไม่ยุติธรรมมากกว่าผู้ที่มีระดับเซโรโทนินปกติ

เซโรโทนินยังมีผลต่อความอยากอาหาร (appetite) การนอนหลับ (sleep) และเมตาบอลิซึม (metabolism) ในเลือดจะมีเซโรโทนินเก็บไว้ในเกล็ดเลือด (platelets) ซึ่งเกล็ดเลือดจะเก็บเซโรโทนินมาจากพลาสมา (plasma) เมื่อมีเลือดออก เกล็ดเลือดจะปล่อยสารเซโรโทนิน ซึ่งจะกระตุ้นให้หลอดเลือดเกิดการหดตัว vasoconstriction Essentials of Human Anatomy & Physiology, Eighth Edition, p. 336
ถ้า enterochromaffin cells ในระบบทางเดินอาหารได้รับสารอาหารที่ทำให้เซลล์เหล่านี้ระคายเคือง มันจะปล่อยเซโรโทนินจำนวนมากเพื่อเพิ่มการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินอาหาร เพื่อไล่อาหารออกไป ถ้าเซโรโทนินจากระบบทางเดินอาหารเข้าสู่กระแสเลือดเร็วเกินกว่าความสามารถในการเก็บเซโรโทนินของเกล็ดเลือด จะเกิดการกระตุ้น 5HT3 receptors ในบริเวณ chemoreceptor trigger zone และทำให้อาเจียน (vomiting)   

เซโรโทนินยังทำหน้าที่เป็นสารที่ส่งเสริมการเจริญเติบโต (growth factor) เนื่องจากคุณสมบัติในการรับรู้ระดับปริมาณสารอาหารนั่นเอง โดยถ้าตับถูกทำลาย เซลล์ตับจะเพิ่มจำนวน 5-HT2A และ 5-HT2B receptorsMickael Lesurtel, Rolf Graf, Boris Aleil, Diego J. Walther, Yinghua Tian, Wolfram Jochum, Christian Gachet, Michael Bader, Pierre-Alain Clavien:  "Platelet-Derived Serotonin Mediates Liver Regeneration"Science 7 April 2006:
Vol. 312. no. 5770, pp. 104 - 107 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/312/5770/104 ทำใหเซโรโทนินในเลือดแม้เพียงปริมาณน้อย ๆ ก็เพียงพอที่จะกระตุ้นการเจริญของเนื้อเยื่อตับได้Ramadhan B. Matondo, Carine Punt, Judith Homberg, Mathilda J. M. Toussaint, Ronald Kisjes, Suzanne J. A. Korporaal, Jan Willem N. Akkerman, Edwin Cuppen,  Alain de Bruin: "Deletion of the serotonin transporter in rats disturbs serotonin homeostasis without impairing liver regeneration", Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 296: G963-G968, 2009. http://ajpgi.physiology.org/cgi/content/abstract/296/4/G963  5HT2B receptors ยังกระตุ้นเซลล์ osteoblasts ซึ่งทำหน้าที่ในการสร้างกระดูก Collet C, Schiltz C, Geoffroy V, Maroteaux L, Launay JM, de Vernejoul MC: "The serotonin 5-HT2B receptor controls bone mass via osteoblast recruitment and proliferation,"  FASEB J. 2008 Feb;22 (2) :418-27 http://www.fasebj.org/cgi/content/full/22/2/418  ทั้งนี้ เซโรโทนินยังสามารถกระตุ้น osteoclasts ซึ่งสลายกระดูกด้วยhttp://www.sciencedaily.com/releases/2008/11/081126122209.htmCell 135, 825–837, November 28, 2008

 กายวิภาคศาสตร์ 
 กายวิภาคศาสตร์ระดับมหภาค (Gross anatomy) 

เซลล์ประสาทในราฟีนิวคลีไอ (raphe nuclei) เป็นแหล่งหลักในการผลิต 5-HT ในสมอง
ราฟีนิวคลีไอ (raphe nuclei) คือกลุ่มเซลล์ประสาทที่แบ่งออกเป็น 9 คู่ ซึ่งกระจายตามแนวของก้านสมอง (brainstem) โดยรวมกลุ่มกันใกล้ ๆ กับ เรติคิวลา ฟอร์เมชัน (reticular formation) |The Raphe nuclei group of neurons are located along the brain stem from the labels 'Mid Brain' to 'Oblongata', centered on the pons. (See relevant image.) 

แอกซอน (Axons) ของเซลล์ประสาทในราฟีนิวคลีไอจะรวมตัวกันทำหน้าที่เป็นแหล่งส่งเซโรโทนินไปสู่สมองส่วนต่าง ๆ โดยแอกซอนในส่วนท้ายของราฟีนิวคลีไอ (caudal raphe nuclei) จะไปสิ้นสุดที่บริเวณ:

 ดีพ ซีรีเบลลา นิวคลีไอ (Deep cerebellar nuclei)
 ซีรีเบลลา คอร์เทกซ์ (Cerebellar cortex)
 ไขสันหลัง (Spinal cord)

ในขณะที่แอกซอนของส่วนต้นหรือส่วนหัวของราฟีนิวคลีไอ (rostral raphe nuclei) จะสิ้นสุดที่บริเวณต่าง ๆ เช่น: 

 ทาลามัส (Thalamus)
 สตริเอตัม (Striatum)
 ไฮโปทาลามัส (Hypothalamus)
 นิวเคลียส แอคคัมเบนส์ (Nucleus accumbens)
 นีโอคอร์เทกซ์ (Neocortex)
 ซิงกูเลต ไจรัส (Cingulate gyrus)
 ซิงกูลัม (Cingulum)
 ฮิปโปแคมปัส (Hippocampus)
 อะมิกดัลลา (Amygdala)

ดังนั้น การกระตุ้นการทำงานของระบบประสาทที่หลั่งเซโรโทนิน จึงมีผลต่อระบบประสาทในหลาย ๆ ส่วน

 อ้างอิง 

 อ่านเพิ่ม 



 แหล่งข้อมูลอื่น 

 5-Hydroxytryptamine MS Spectrum
 Serotonin bound to proteins in the PDB
 PsychoTropicalResearch Extensive reviews on serotonergic drugs and Serotonin Syndrome.
 Molecule of the Month: Serotonin at University of Bristol
 60-Second Psych: No Fair! My Serotonin Level Is Low, Scientific American
 Serotonin Test Interpretation on ClinLab Navigator .

หมวดหมู่:Biogenic amines
หมวดหมู่:สารสื่อประสาท
หมวดหมู่:Tryptamines
หมวดหมู่:Natural tryptamine alkaloids
หมวดหมู่:Cell signaling
หมวดหมู่:Signal transduction
หมวดหมู่:ไฮดรอกซีเอรีน