세로토닌

Serotonin
세로토닌
Skeletal formula of serotonin
임상자료
기타 이름5-HT, 5-히드록시트리프타민, 엔테아민, 트롬보시틴, 3-(β-아미노에틸)-5-히드록시돌레, 트롬보토닌
생리적 데이터
소스 조직레이프 핵, 장색선 세포
대상 조직시스템 차원의
수용체5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT, 5-HT7
고민자간접: SSRI, MAOI
전구체5-HTP
생합성방향족 L-아미노산데카르복실라아제
신진대사마오
식별자
  • 3-(2-아미노에틸)-1H-인돌-5-올
CAS 번호
펍켐 CID
IUPHAR/BPS
켐스파이더
케그
PDB 리간드
CompTox 대시보드 (EPA)
ECHA InfoCard100.000.054 Edit this at Wikidata
세로토닌
Ball-and-stick model of the serotonin molecule
이름
IUPAC 이름
5-히드록시트리프타민
선호 IUPAC 이름
3-(2-아미노에틸)-1H-인돌-5-올
기타 이름
5-히드록시트리프타민, 5-HT, 엔테아민;트롬보시틴, 3-(β-아미노에틸)-5-히드록신돌, 3-(2-아미노에틸)인돌-5-올, 트롬보토닌
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
켐벨
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.000.054 Edit this at Wikidata
케그
메슈 세로토닌
펍켐 CID
유니
  • InChi=1S/C10H12N2O/c11-4-7-7-6-12-2-1-8(13)-10/h1-2-9(7)10/h1-2,5-6,12-13H,3-4,11H2 checkY
    키: QZAYGJVTTNCMB-UHFFFAOYSA-N checkY
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    키: QZAYGJVTTVMB-UHFFFAOYAX
  • C1=CC2=C(C=C1O)C(=CN2)CCN
특성.
C10H12N2O
어금질량 176.215 g/190
외관 화이트 파우더
녹는점 167.7°C(333.9°F; 440.8K) 121–122°C(리그로인)[3]
비등점 416 ± 30°C(760 Torr)[1]
약간 녹는
도(pKa) 23.5°C에서[2] 10.16의 물에서
2.98 D
위험
치사량 또는 농도(LD, LC):
750mg/kg([4]피하, 랫드), 4500mg/kg(복강 내, 랫드),[5] 60mg/kg(도덕, 랫드)
안전 데이터 시트(SDS) 외부 MSDS
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

세로토닌(/ˌsɛrˈtoʊnɪn, ˌsɪərə-/)[6][7][8] 또는 5-히드록시트리프타민(5-HT)은 모노아민 신경전달물질이다.생물학적 기능은 복잡하고 다면적이며, 변조된 기분, 인지, 보상, 학습, 기억력, 구토, 혈관수축과 같은 수많은 생리학적 과정이다.[9]

생화학적으로, 인도레아민 분자는 아미노산 트립토판(tryptophan)에서, 링 위의 5개 위치의 (rate-limiting) 히드록시화(hydroxytophan)를 통해, 그리고 나서 디카르복시화(decarboxylation)를 통해 세로토닌을 생성한다.[10]세로토닌은 주로 위장관에 위치한 장신경계에서 발견된다.그러나 중추신경계(CNS)에서도 생성되는데, 특히 뇌계에 위치한 강피핵, 피부에 위치한 메르켈 세포, 폐신경내분비세포, 혀에 있는 맛수용체 세포에서 생산된다.또한 세로토닌은 혈소판에 저장되며, 동요와 혈관수축 중에 분비되며, 여기서 다른 혈소판의 작용제 역할을 한다.[11]

인체 전체 세로토닌의 약 90%가 GI 트랙의 장내색소세포에 위치하며, 장내 움직임을 조절한다.[12][13]약 8%는 혈소판, 1~2%는 CNS에서 발견된다.[14]세로토닌은 루미나 기저로 분비되는데, 혈소판을 순환시켜 세로토닌 흡수를 증가시키고 자극 후 활성화시켜 내인성 뉴런과 위장 운동성을 증가시킨다.[15]나머지는 다양한 기능을 가진 CNS세로토닌 신경세포에서 합성된다.여기에는 기분, 식욕, 수면의 조절이 포함된다.세로토닌은 기억과 학습을 포함한 몇몇 인지 기능도 가지고 있다.

SSRISNRI와 같은 여러 종류의 항우울제는 세로토닌이 신호의 전송을 마친 후 정상적으로 재흡수를 방해하여 시냅스의 신경전달물질 수치를 증가시킨다.

장로색마핀 세포에서 분비되는 세로토닌은 결국 조직에서 혈액으로 빠져나간다.그곳에서 혈소판이 적극적으로 차지하는데, 혈소판이 이를 저장한다.혈소판이 응고에 결합하면 세로토닌을 분비하는데, 여기서 지혈과 혈액 응고를 조절하면서 혈관수축기나 혈관수축기의 역할을 할 수 있다.고농도에서 세로토닌은 내피성 평활근에 직접 수축하거나 다른 혈관수축체(예: 안지오텐신Ⅱ, 노르에피네프린)의 효과를 높여 혈관수축체 역할을 한다.혈관확장성 특성은 대부분 내피에 영향을 미치는 병리학적 상태 즉, 아테롬성 동맥경화증이나 만성 고혈압에서 나타난다.생리학적 상태에서는 내피세포에서 질소산화물의 세로토닌 매개방출을 통해 혈관확장증이 발생한다.또한 아드레날린 신경으로부터 노레피네프린 분비를 억제한다.[16]세로토닌은 또한 상처 치유에 역할을 할 수 있는 세포의 일부 유형에서 성장 요인이다.세로토닌 수용체는 다양하다.

세로토닌은 주로 간에서 5-HIAA로 대사된다.신진대사는 해당 알데히드모노아민 산화효소에 의한 첫 번째 산화를 포함한다.속도 제한 단계는 세로토닌에서 플라빈 코팩터로 수화 전달이다.[17]알데히드 탈수소효소에 의한 산화에 따른 아세트산 유도체인 5-HIAA의 산화가 뒤따른다.후자는 신장에 의해 배설된다.

세로토닌은 포유류 외에도 벌레와 곤충을 포함한 모든 쌍방 동물곰팡이, 식물에서 발견된다.[18][19]세로토닌이 곤충의 정맥과 식물 가시에 존재하는 것은 세로토닌 주사의 부작용인 통증을 유발하는 역할을 한다.[20][21]세로토닌은 병원성 아메배에서 생성되며, 인체 내장에 미치는 효과는 설사다.[22]많은 씨앗과 과일에 널리 존재하는 것은 소화관을 자극하여 씨앗을 배출하는 역할을 할 수 있다.[23]

생물학적 역할

세로토닌은 수면, 체온조절, 학습기억력, 통증, (사회적) 행동,[24] 섹스, 먹이, 운동 활동, 생물학적 리듬 등을 포함한 수많은 생리적 과정에 관여한다.[25]일부 무척추동물과 같이 덜 복잡한 동물에서 세로토닌은 사료와 다른 과정을 조절한다.[26]식물에서 세로토닌 합성은 스트레스 신호와 관련이 있는 것처럼 보인다.[19][27]

세포효과

세로토닌은 주로 수용체를 통해 작용하며 그 효과는 어떤 세포와 조직이 이러한 수용체를 표현하느냐에 따라 달라진다(아래 참조).[25]

수용체

세로토닌 수용체5-HT 수용체는 동물의 신경세포와 다른 세포 유형의 세포막에 위치하며, 세로토닌이 내생 리간드로 작용하고 광범위한 제약 및 사이키델릭 약물로 작용하는 효과를 매개한다.리간드 게이트 이온 채널5-HT3 수용체를 제외한 나머지 5-HT 수용체는 모두 세포내번째 메신저 캐스케이드를 활성화하는 G-단백질 결합 수용체(일명 7-transmembrane 또는 헵타헬리틱 수용체)이다.[28]

종료

세로토닌 작용은 주로 시냅스에서 5-HT를 흡수함으로써 종료된다.이것은 5-HT, SERT에 대한 특정 모노아민 전달체를 통해 사전 시냅스 뉴런에 구현된다.다양한 작용제는 코카인, 덱스트로메토르판(대항작용), 삼사이클릭 항우울제선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)를 포함하여 5-HT 재흡수를 억제할 수 있다.2006년 워싱턴 대학교가 수행한 연구에 따르면 새로 발견된 PMAT라고 알려진 모노아민 트랜스포터가 "5-HT 간극의 상당한 비율"을 차지할 수 있다고 한다.[29]

고선량 SERT와 대조적으로, PMAT는 세로토닌의 겉보기 K가m 114 마이크로몰/l로 SERT의 약 230배 높은 저선량 전달체로 확인되었다.그러나, 상대적으로 낮은 세로토닌 친화력에도 불구하고, PMAT는 SERT보다 운송 '용량'이 상당히 더 높으며, "이성적 표현 시스템에서 SERT와 거의 유사한 흡수 효율이 발생한다."[29]이 연구는 또한 플루옥세틴세르탈린 항우울제와 같은 일부 SSRI는 치료용 혈장 농도를 최대 4배 이상 초과하는 IC50 값에서 PMAT를 억제한다고 제안한다.따라서, SSRI 단일요법은 PMAT 억제에서 "비효과적"이다.현재 알려진 어떤 의약품도 정상적인 치료용량에서 PMAT를 눈에 띄게 억제하는 것으로 알려져 있지 않다.PMAT는 K 값이m 5-HT(330–15,000μmoles/L)보다 훨씬 높지만 도파민과 노르에피네프린도 제안적으로 수송한다.[29]

세로토닐화

세로토닌은 세로토닌이 단백질을 수정하는 세로토닐화라고 불리는 비수용체 메커니즘을 통해서도 신호를 보낼 수 있다.[30]이 과정은 세로토닌이 혈소판 형성 세포(트롬브모세포)에 미치는 영향을 기초로 하며, 이 작용은 GTPases라고 불리는 신호 효소의 변형과 연결되며, 이 효소는 외세포증에 의한 복실 함량 방출을 유발한다.[31]비슷한 과정이 인슐린의 췌장 분비를 뒷받침한다.[30]

세로토닌이 혈관 매끄러운 근육톤에 미치는 영향 - 세로토닌이 원래 이름붙인 생물학적 기능인 - 근육세포의 수축장치에 관여하는 단백질의 세로토닐화에 의존한다.[32]

세로토닌의 결합 프로파일
수용체 Ki(nM)[33] 수용체 함수[Note 1]
아데닐 사이클라아제Gi/o 억제를 통한 5-HT1 수용체 패밀리 신호
5-HT1A 3.17 기억력[vague](고형자 ↓), 학습[vague](고형자 ↓), 불안(고형자 ↓), 우울증(고형자 ↓), 정신분열증의 양성, 음성, 인지 증상(고형자 ↓), 진통증(고형자 ↑), 공격성(고형자 ↓), 전전뇌피질에서의 도파민 분비(고형자 ↑), 세로토닌 분비 및 합성(고형자 ↓)
5-HT1B 4.32 혈관수축(유형인 ↑), 공격성(유형인 ↓), 골질량(유형인 ↓)세로토닌 자동수용기.
5-HT1D 5.03 혈관수축(고형자 ↑)
5-HT1E 7.53
5-HT1F 10
인산염2 C의 G 활성화를 통한 5-HTq 수용체 패밀리 신호
5-HT2A 11.55 Psychedelia(길항근 ↑), 우울증(길항근;길항제 ↓ &), 불안(길항제 ↓);정신 분열증(길항제 ↓)의 긍정적, 부정적 증상, 청반(길항제 ↑)에서 노르 에피네프린 석방, 전두엽 피질(길항근 ↑)에 글루탐산 석방, 전두엽 피질(길항근 ↑)에서 도파민,[34]방광 C.ontractions (아기스트 ↑)[35]
5-HT2B 8.71 심혈관계 기능(고형사는 폐고혈압의 위험을 증가시킨다), 공감(폰 이코노코노 뉴런[36] 통해)
5-HT2C 5.02 도파민 방출을 중간고사혈통 경로로 하는 도파민 방출(고형인 );), 전전전두피질에서의 아세틸콜린 방출(고형인 in), 전두피질에서의 도파민 및 노라드레날린 활동([37]고형인 ↑), 식욕(고형인 ↓), 항정신병 효과(고형인 ↑), 항우울제 효과(고형인 ↑)
기타 5-HT 수용체
5-HT3 593 에메시스(곤상주의자들 );; 불안주의자들 ↑)
5-HT4 125.89 GI 트랙을 가로지르는 음식의 이동(고형자 );), 기억과 학습(고형자 ↑), 항우울제 효과(고형자 ↑).아데닐 사이클라아제의 G 활성화αs 통한 신호 전달.
5-HT5A 251.2 메모리 통합.[38]아데닐i/o 사이클라아제의 G 억제를 통한 신호.
5-HT6 98.41 인지(antagonists );), 항우울제 효과(agonist & antiantists );), 음시 유발 효과(antagonists ↑).[39]아데닐 사이클라아제 활성화를 통한 G 신호s 전달
5-HT7 8.11 인지(antagonists ↑), 항우울제 효과(antagonists ↑).아데닐 사이클라아제를 활성화하여 G 신호s 의해 작용한다.

In this drawing of the brain, the serotonergic system is red and the mesolimbic dopamine pathway is blue. There is one collection of serotonergic neurons in the upper brainstem that sends axons upwards to the whole cerebrum, and one collection next to the cerebellum that sends axons downward to the spinal cord. Slightly forward the upper serotonergic neurons is the ventral tegmental area (VTA), which contains dopaminergic neurons. These neurons' axons then connect to the nucleus accumbens, hippocampus, and the frontal cortex. Over the VTA is another collection of dopaminergic cells, the substansia nigra, which send axons to the striatum.
도파민 시스템과 대조되는 세로토닌 시스템

레이프 핵의 뉴런은 뇌에서 5-HT 방출의 주요 원천이다.[40]지정된 B1-B9로 명명된 9개의 raphe nucley가 있는데, 여기에는 대부분 세로토닌 함유 뉴런을 포함하고 있다(일부 과학자들은 nuclei raphes lineares를 하나의 nucle로 분류하기로 선택했다), 모두 뇌줄기 중간선을 따라 위치하며 망상형성을 중심으로 한다.[41][42]복강핵의 뉴런에서 나온 액손은 중추신경계의 거의 모든 부분에 도달하는 신경전달물질을 형성한다.하부 강박핵에 있는 신경세포의 소뇌척수에서 종단되고, 상위 핵의 축은 뇌 전체로 퍼져 나간다.

초고속 인프라 및 기능

세로토닌 핵은 두 개의 주요 집단, 즉 각각 3개의 핵과 4개의 핵이 들어 있는 로스트랄과 카우달로 나눌 수도 있다.로스트랄 그룹은 카우달 선형핵(B8)과 등측강선핵(B6 및 B7) 및 여러 피질 및 아구질 구조로 투영되는 중앙강선핵(B5, B8 및 B9)으로 구성된다.카우달 그룹은 뇌계로 투영되는 핵 강박 신경(B3)과 강박 외설 핵(B2)과 강박 팔리두 핵(B1) 및 횡적 망막 형성으로 구성된다.[43]

세로토닌 항로는 센서리모터 기능에 관여하며, 두 경로를 모두 피질(Dorsal and Medium Raphe Nuclei), 아구질 및 운동 활동에 관련된 척추 영역으로 투영한다.약리학적 조작은 운동 활동에 따라 세로토닌 활성도가 증가하는 반면 강렬한 시각 자극에 따라 세로토닌 뉴런의 발화율이 증가하는 것을 시사한다.동물 모델은 카이네이트 신호가 망막의 세로토닌 작용을 부정적으로 조절하며, 시각 시스템의 제어에 대한 가능한 함축성을 가지고 있다고 제안한다.[44]내림 돌출부는 섬유근육통, 편두통, 기타 통증 장애와 관련이 있을 수 있는 "내림 억제 경로"라고 불리는 통증을 억제하는 경로를 형성하며 그 안에 항우울제의 효능이 있다.[45]

카우달핵에서 나오는 세로토닌성 투영은 기분과 감정을 조절하는 데 관여하고, 저자극[46] 또는 초세로토닌성[47] 상태는 우울증과 질병 행동에 관여할 수 있다.

미세조영술

세로토닌은 시냅스, 즉 뉴런 사이의 공간으로 방출되며, 비교적 넓은 간격(>20nm)에 걸쳐 확산되어 인접한 뉴런의 덴드라이트, 세포체, 프리시냅스 단자에 위치한 5-HT 수용체를 활성화한다.

인간이 음식 냄새를 맡으면 도파민이 분비돼 식욕을 높인다.그러나, 벌레와 달리 세로토닌은 인간의 예상 행동을 증가시키지 않는다; 대신에 섭취하는 동안 분비되는 세로토닌은 도파민을 생성하는 세포에서 5-HT2C 수용체를 활성화시킨다.이것은 그들의 도파민 방출을 멈추게 하고, 그로 인해 세로토닌은 식욕을 감소시킨다.5-HT2C 수용체를 차단하는 약물은 더 이상 배가 고프지 않거나 영양소가 필요할 때 신체를 인지할 수 없게 하고 특히 수용체 수가 적은 사람들에게서 체중 증가와 관련이 있다.[48][49]해마에서 5-HT2C 수용체의 표현은 식욕 동기가 가장 강한 아침의 피크에 의해 특징지어지는 환구핵에서의 세로토닌 방출과 마찬가지로 [50]일야성 리듬을 따른다.[51]

마카크에서 알파 수컷은 뇌에서 종속된 남성과 여성에 비해 세로토닌의 두 배 수준을 가지고 있다(뇌척수(CSF)에서 5-HIAA의 농도로 측정된다).우위 상태와 CSF 세로토닌 수치는 양적으로 상관관계가 있는 것으로 보인다.지배적인 수컷들이 그러한 그룹에서 제거되었을 때, 종속적인 수컷들은 지배를 위해 경쟁하기 시작한다.일단 새로운 우위계층이 확립되면, 새로운 우위계층의 세로토닌 수치도 증가하여 하위계층의 남성과 여성의 수치를 두 배로 증가시켰다.세로토닌 수치가 지배적인 남성에게만 높은데 지배적인 여성이 아닌 이유는 아직 규명되지 않았다.[52]

인간의 경우 뇌의 5-HT1A 수용체 억제 수준은 공격성과 부정적인 상관관계를 보이며,[53] 5-HT2A 수용체를 암호화하는 유전자의 돌연변이는 그 유전자형을 가진 사람들의 자살 위험을 두 배로 증가시킬 수 있다.[54]뇌의 세로토닌은 보통 사용 후 분해되지 않고 세포 표면에 세로토닌 전달체에 의해 세로토닌 신경세포에 의해 수집된다.연구에 따르면 불안과 관련된 성격의 전체 변동의 거의 10%는 뉴런이 어디에, 언제, 얼마나 많은 세로토닌 전달체를 배치해야 하는지에 대한 설명의 변화에 달려 있다고 한다.[55]

심리향향

세로토닌은 인지, 기분, 불안, 정신질환에 관여했지만 강한 명확성은 달성되지 못했다.[56][57]

세로토닌과 자폐 스펙트럼 장애(ASD)에서의 역할

신경전달물질 연구와 자폐스펙트럼장애(ASD) 환자에 미치는 영향에 대해서는 5-HT가 연구 노력과 조사 측면에서 가장 많이 연구됐다.[58]지적한 바와 같이 5-HT 신호는 신경생성, 세포이동과 생존, 시냅트생성, 시냅스 가소성을 포함한 많은 신경 과정을 촉진한다.[58]시험 대상 ASD 피험자의 45%가 혈액 내 5-HT의 높은 수치를 포함하고 있다는 점에 주목했다.[58]또한 ASD와 유사한 동물 모델에 대한 조사에서는 과페로토닌혈증이 사회적 장애가 있는 ASD 환자와 관련이 있을 수 있는 분리고뇌 억제를 통해 사회적 관심의 동기를 현저히 감소시켰다고 보고하였다.[58]

소화관에서 (에메틱)

세로토닌은 위장 기능을 조절한다.내장은 장내 로멘의 음식에 반응하여 세로토닌을 방출하는 장내로마핀 세포로 둘러싸여 있다.이것은 음식 주변의 내장을 수축시킨다.내장을 배출하는 정맥의 혈소판은 과도한 세로토닌을 모은다.변비, 과민성 장 증후군 등 위장 장애에는 세로토닌 이상이 나타나는 경우가 많다.[59]

식품에 자극제가 있으면 장내색소세포가 세로토닌을 더 많이 분비해 내장이 더 빨리 움직이게 하는 것, 즉 설사를 유발하기 때문에 내장이 유해물질에서 비워진다.혈소판보다 빨리 세로토닌이 혈액에서 분비되면 혈액 내 자유 세로토닌 수치가 높아진다.이것은 구토를 자극하는 화학수용체 트리거존에서 5-HT3 수용체를 활성화시킨다.[60]따라서 약물과 독소는 내벽의 장색세포에서 세로토닌 방출을 자극한다.장로색마핀 세포는 나쁜 음식에 반응할 뿐만 아니라 조사와 암 화학 요법에도 매우 민감하다.5HT3를 차단하는 약은 암 치료로 발생하는 메스꺼움과 구토 조절에 매우 효과적이며, 이를 위한 금본위제로 꼽힌다.[61]

생쥐와 인간에게서 세로토닌 수준의 변화와 신호 전달은 뼈의 질량을 조절하는 것으로 나타났다.[62][63][64][65]뇌 세로토닌이 부족한 생쥐는 골감소증이 있는 반면, 내장이 부족한 생쥐는 골밀도가 높다.인간의 혈중 세로토닌 수치 증가는 뼈 밀도가 낮다는 유의미한 음성 예측 변수인 것으로 나타났다.세로토닌은 매우 낮은 수준이지만 뼈 세포에서 합성될 수도 있다.그것은 세 개의 다른 수용체를 이용하여 골세포에 작용한다.5-HT1B 수용체를 통해 뼈 질량을 부정적으로 조절하는 한편, 5-HT2B 수용체와 5-HT2C 수용체를 통해 양성적으로 조절한다.장 세로토닌의 생리학적 역할과 그 병리학 사이에는 매우 미묘한 균형이 있다.세로토닌의 세포외 함량이 증가하면 FoxO1/Creb 및 ATF4 의존적 전사 이벤트로 절정에 이른 골수에서 신호의 복잡한 릴레이가 발생한다.[66]2008년 내장이 뼈 덩어리를 조절하는 세미날 피니딩에 이어 최근에는 뼈 덩어리 조절에서 내장에서 세로토닌 합성을 조절하는 것에 대한 기계론적 연구가 시작됐다.파이초1은 내장에서 RNA를 감지하고 이 정보를 세로토닌 합성을 통해 뼈에 전달하는 것으로 밝혀졌다.Sugisawa 외 연구진의 이 연구는 내장의 양이온 채널 Piezo1이 5-HT 생산을 지배하는 단일 가닥 RNA(ssRNA)의 센서 역할을 한다는 것을 보여주었다.마우스 피에조1의 장내 상피 특이적 삭제, 심오한 교란성 장내 근막염, 실험성 대장염, 억제된 혈청 5-HT 수준.전신 5-HT 결핍으로 인해 Piezo1의 조건부 녹아웃은 뼈의 형성을 증가시켰다.특히, 대변 ssRNA는 천연 피에조1 리간드로 확인되었고, 내장에서 ssRNA가 자극한 5-HT 합성은 MyD88/TRIF 독립적인 방식으로 유발되었다.RNase의 대장 주입 A 억제된 내장의 운동성과 증가된 뼈의 질량.이러한 연구 결과는 장 ssRNA를 전신 5-HT 수준의 주요 결정요인으로 제시하며, 이는 ssRNA-Piezo1 축을 뼈 및 장 질환의 치료를 위한 잠재적 예방적 대상으로 나타낸다.야다브 외 연구진, 세포 2008, 냇 메드 2010 그리고 더 최근에 수지사와 외 연구진, 세포 2019는 골질량 장애를 치료하는데 잠재적으로 이용될 수 있는 뼈 신진대사에 세로토닌 연구의 새로운 영역을 열었다.[67][68]

장기발달성

세로토닌은 자원 이용 가능성을 신호하기 때문에 그것이 장기 발달에 영향을 미친다는 것은 놀라운 일이 아니다.많은 인간과 동물의 연구는 어린 시절의 영양이 성인기에 신체지방, 지질, 혈압, 아테롬성 동맥경화증, 행동, 학습, 그리고 장수와 같은 것들에 영향을 줄 수 있다는 것을 보여주었다.[69][70][71]설치류 실험은 SSRI에 대한 신생아 피폭은 뇌의 세로토닌 전달에 지속적인 변화를 일으켜 행동 변화를 일으키며 [72][73]항우울제를 사용한 치료로 역전된다는 것을 보여준다.[74]세로토닌 전달체가 부족한 정상 쥐와 녹아웃 생쥐를 플루옥세틴 과학자들과 함께 치료함으로써, 발 충격을 피하기 위한 짧은 지연시간과 같은 정상적인 감정 반응이 신생아 기간 동안 활성 세로토닌 전달체에 의존한다는 것을 보여주었다.[75][76]

인간 세로토닌은 또한 직접적으로 성장 요인으로 작용할 수 있다.간 피해가 늘어나5-HT2A과 5-HT2B 수용체의 세포 표현, 중재적 세력 간 보상 재생( 보간 § 재생과 이식)[77]세로토닌은 현재 속의 피 그 자극 세포 생장으로 가셔 손상된 간을.[78]5HT2B 수용체 또한 하지만, 세로토닌 또한 osteobl을 억제하는 bone[79]를 골 세포, 활기를 띠게 하다.5-HT1B 수용체를 통한 아스트.[80]

심혈관성장인자

또한 세로토닌은 내피 질소산화물 싱타아제 활성화를 유발하고 5-HT1B 수용체 매개 메커니즘을 통해 소 대동맥 내피세포 배양에서 p44/p42 미토겐 활성 단백질 키나제 활성화의 인산화 작용을 자극한다.[clarification needed][81]혈액에서 세로토닌은 혈소판별로 혈장으로부터 수집되는데, 혈소판은 이를 저장한다.따라서 혈소판이 손상된 조직에서 결합되는 곳이면 어디든, 출혈을 멈추기 위한 혈관확장기, 그리고 치유를 돕기 위한 섬유소체성 미토틱(성장인자)으로도 활성화된다.[82]

스킨

세로토닌은 또한 체세포감소 시스템의 일부인 메르켈 세포에 의해 생성된다.[83]

폐신경내분비 세포는 에 있는 신경세포체 또는 신경세포체라고 불리는 성단으로 발생하는 특화된 상피세포다.폐신경내분비 세포는 쿨치츠키 세포 또는 K 세포로도 알려져 있다.[84]

약리학

일부 항우울제, 항정신병 약물, 항불안제, 항제민제, 항우울제, 항우울제, 항우울제 등 5-HT 시스템을 대상으로 하는 여러 종류의 약물이 있다.

작용기전

안면 세로토닌은 사전 시냅스 뉴런의 음소 내에 저장된다.신경 자극에 자극을 받으면 세로토닌이 시냅스로 신경전달물질로 분비돼 시냅스 후 수용체에 역방향으로 결합해 시냅스 후 신경충동을 유도한다.세로토닌은 또한 세로토닌의 합성 및 방출을 조절하기 위해 사전 시냅스 뉴런의 자동수용기에 결합할 수 있다.일반적으로 세로토닌은 그 작용을 멈추기 위해 사전 시냅스 뉴런으로 다시 흡수되었다가 모노아민 산화효소에 의해 재사용되거나 분해된다.[85]

사이키델릭 약품

세로토닌 사이키델릭 약물인 실로신/psilocybin, DMT, 메스칼린, 사이키델릭 버섯, LSD는 주로 5HT2A/2C 수용체에서 작용한다.[86][87][88]공감-진작성 물질인 MDMA는 뉴런의 시냅스성 빈실로부터 세로토닌을 방출한다.[89]

항우울제

세로토닌 수치를 바꾸는 약은 우울증, 일반화된 불안장애, 사회공포증 치료에 쓰인다.모노아민 산화효소 억제제(MAOIs)는 모노아민 신경전달물질(세로토닌 포함)의 분해를 막아 뇌 내 신경전달물질의 농도를 높인다.MAOI 치료는 많은 부작용 약물 반응과 연관되어 있으며, 환자들은 티라마인 함량이 높은 음식과 특정 약물에 의해 촉발되는 고혈압 비상사태의 위험에 처해 있다.어떤 약은 세로토닌의 재흡수를 억제하여 시냅스 구획에 더 오래 머무르게 한다.세발성 항우울제는 세로토닌과 노르에피네프린 모두의 재흡수를 억제한다.새로운 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)는 부작용이 적고 다른 약물과의 상호작용도 적다.[90]

특정 SSRI 의약품은 초기 증가에도 불구하고 만성 사용 후 세로토닌 수치를 기준치 이하로 낮추는 것으로 나타났다.[91]5-HTTLPR 유전자 코드는 뇌의 세로토닌 전달체 수에 대한 것으로 세로토닌 전달체 수가 많아지면서 세로토닌 전달체의 지속시간과 크기가 감소한다.[92]세로토닌 전달체가 더 많이 형성되는 5-HTTLPR 다형성(l/l)도 우울증과 불안감에 대한 탄력성이 높은 것으로 나타났다.[93][94]

세로토닌 증후군

극도로 높은 수준의 세로토닌은 세로토닌 증후군으로 알려진 상태를 유발할 수 있으며 독성이 있고 잠재적으로 치명적인 영향을 미칠 수 있다.실제로 그러한 독성 수준은 단일 항우울제 약물 과다 복용을 통해 도달하는 것은 본질적으로 불가능하지만 치료용량에서 발생할 수 있는 MAOI가진 SSRI와 같은 세로토닌성 물질의 조합을 요구한다.[95][96]세로토닌 증후군의 증상의 강도는 넓은 스펙트럼에 걸쳐 다양하며, 온화한 형태는 독성이 없는 수준에서도 나타난다.[97]세로토닌 증후군 과다복용을 경험한 환자의 14%가 SSRI를 복용하고 있는 반면 치사율은 2%에서 12%[95][98][99]로 추정된다.

항이민제

온단세트론, 그래니세트론, 트로피세트론과 같은 일부 5-HT3 적대자는 중요한 항유전자제다.특히 항암화학요법 발생하는 메스꺼움구토세포독성제로 치료하는 데 중요하다.또 다른 적용은 수술메스꺼움과 구토를 치료하는 것이다.

기타

일부 세로토닌 작용제 약물은 심장판막 섬유화뿐만 아니라 특히 복막 섬유화 증후군, 즉 신체 어느 곳에서도 섬유화를 일으킨다.[100]과거에는 세 그룹의 세로토닌 약물이 이러한 신드롬과 역학적으로 연계되었다.세로토닌 혈관수축성 항시미그레인제(에르고타민메티세르기드),[100] 세로토닌 식욕억제제제(펜플루라민, 클로로펜테민, 아미노렉스), 특정 안티파킨슨 도파민제 작용제 등이 있는데, 세로토닌 5-HT2B 수용체를 자극하기도 한다.이것들은 페르골리드카베르골린을 포함하지만 도파민 특유의 리수라이드는 포함하지 않는다.[101]

펜플루라민과 마찬가지로 이들 약품 중 일부는 복용하는 그룹이 기술한 부작용 중 하나 이상의 통계적 증가를 보인 후 시장에서 철수되었다.그 예가 퍼골라이드다.이 약은 2003년에 심장 섬유증과 관련된 것으로 보고된 이후 사용량이 감소하고 있었다.[102]

2007년 1월 <뉴잉글랜드 의학 저널>에 발표된 두 개의 독립된 연구는 카베르골린과 함께 발판성 심장 질환을 일으키는 데 퍼골라이드를 포함시켰다.[103][104] 결과 FDA는 2007년 3월 미국 시장에서 퍼골리드를 제거했다.([105]카베르골린은 미국에서 파킨슨병에 대한 승인이 나지 않지만, 고프로락틴혈증에 대해서는 시중에 남아 있다.고프롤락틴혈증 치료는 파킨슨병 치료보다 낮은 선량을 필요로 하며, 이는 발판성 심장질환의 위험을 감소시킨다.)[106]

메틸트립타민 및 환각제

몇몇 식물들은 아미노산(NH2) 및 (OH) 그룹에서 메틸화 된 관련 트립타민 계열과 함께 세로토닌을 함유하고 있으며, N-oxide이거나 OH 그룹을 놓친다.이 화합물들 중 일부는 간에서 모노아민 산화효소(주로 MAO-A)에 의해 대사되지만, 이 화합물들은 뇌에 도달한다.환각 요포 스너프에 사용되는 아나데난테라속 식물이 그 예다.이러한 화합물은 많은 식물의 잎에 널리 존재하며, 동물의 섭취를 억제하는 역할을 할 수 있다.세로토닌은 파나이올루스속 여러 버섯에서 발생한다.[107]

생물학과 진화 비교

단세포생물

세로토닌은 다양한 단세포 생물이 다양한 용도로 사용한다.SSRI는 해조류에 독성이 있는 것으로 밝혀졌다.[108]위장 기생충 엔타메바 히스토리티카는 세로토닌을 분비하여 어떤 사람들에게는 지속적인 분비물 설사를 유발한다.[22][109]E. 히스토리티카에 감염된 환자들은 혈청 세로토닌 수치가 매우 높은 것으로 밝혀졌으며, 이것은 감염의 분해에 따라 정상으로 돌아왔다.[110]E. 히스토리티카는 또한 세로토닌의 존재에 더욱 치명적이 됨으로써 반응한다.[111]이것은 세로토닌 분비가 숙주 설사를 함으로써 엔테아메바의 확산을 증가시킬 뿐만 아니라 정족수 감지라고 알려진 현상인 인구 밀도에 따라 행동을 조정하는 역할을 한다는 것을 의미한다.숙주의 내장을 벗어나면 엔토아메바들이 세로토닌을 분비하기 위해 자극하는 것이 없기 때문에 세로토닌 농도가 매우 낮다.낮은 세로토닌 신호는 숙주 바깥에 있는 엔토아메바에 전달되며 에너지를 보존하기 위해 덜 치명적이 된다.그들이 새로운 숙주에 들어가면 내장에서 증식하며, 그들에게 자극되어 세로토닌 농도가 증가함에 따라 장내부에서 증식하게 된다.

식용식물 및 버섯

종자를 건조하는 데 있어 세로토닌 생산은 독성이 있는 암모니아 축적을 제거하는 방법이다.암모니아는 수집되어 L-트립토판배아 부분에 놓이고, 그 다음 트립토판 데카르복실라아제에 의해 디카르복실화 되어 트립타민을 주고, 그 다음 시토크롬 P450 모노옥시게나아제에 의해 히드록실화 되어 세로토닌을 산출한다.[112]

그러나 세로토닌은 주요 위장조영제인 만큼, 잘 알려진 많은 씨앗과 과일 관련 설사약과 같은 방법으로 소화관을 통한 씨앗의 통과 속도를 높이는 방법으로 식물의 열매에서 생산될 수도 있다.세로토닌은 버섯, 과일, 야채에서 발견된다.25~400mg/kg의 가장 높은 값은 호두(주글란스)와 히코리(카리아)생물의 견과류에서 발견되었다.세로토닌 농도 3~30mg/kg은 식물체, 파인애플, 바나나, 키위프루트, 자두, 토마토 등에서 검출됐다.0.1~3mg/kg의 적당한 레벨이 광범위한 시험 야채에서 발견되었다.[23][19]

세로토닌은 쏘는 쐐기풀(Urtica dioica)에 포함된 독의 한 화합물로, 곤충 정맥(아래 참조)[21]에 존재하는 것과 같은 방법으로 주사 시 통증을 유발한다.파라무리체아 클라바타(Paramuricea clavata), 즉 홍해팬에서도 자연스럽게 발견된다.[113]

세로토닌과 트립토판은 코코아 함량이 다양한 초콜릿에서 발견되었다.코코아가 85%인 초콜릿에서 세로토닌 함량(2.93µg/g)이 가장 높았고, 70~85%의 코코아에서 트립토판 함량(13.27–13.34µg/g)이 가장 높았다.트립토판으로부터 세로토닌, 5-히드록시트리토판까지의 합성에서 중간은 발견되지 않았다.[114]

아라비도피스 탈리아나의 뿌리발달은 세로토닌에 의해 자극되고 다양한 농도로 다양한 방법으로 조절된다.[115]

세로토닌은 곰팡이에 대한 식물 방호 화학물질의 역할을 한다.후사륨 크라운 로트(Fusarium phasograminereum)에 감염되면 밀(Triticum emicivum)은 트립토판 생산을 크게 늘려 새로운 세로토닌을 합성한다.[116]이것의 기능은 잘 이해되지[116] 않지만, 밀은 또한 스타고노스포라 노도룸에 감염되었을 때 세로토닌을 생성하는데, 이 경우 포자 생성을 지연시킨다.[117]밀과 다른 생산 시리얼의 연구 대용으로 사용되는 모델 시리얼 브라키포듐 디스타치온은 또한 F. 그라미나룸에 반응하여 세로토닌, 쿠마로일-세로토닌, 페룰로일-세로토닌을 생산한다.이것은 약간의 항균 효과를 낳는다.B. 디스타치온은 비DON 생성보다 디옥시니발레놀(DON) 생성 F. 그라민아름에 반응하여 세로토닌(및 결합제)을 더 많이 생산한다.[118]솔라눔 리코퍼시쿰랄스토니아 솔라나세럼 감염에 반응하여 그 잎, 줄기 및 뿌리에서 여러 개의 세로토닌을 포함한 많은 AA 결합체를 생산한다.[119]

무척추동물

세로토닌은 대부분의 동물의 신경계에서 신경전달물질 역할을 한다.

네마토드

예를 들어 박테리아를 먹고사는 회충새우새너하브디트 선충에서는 새로운 먹이원을 찾거나 수컷 동물이 짝짓기를 할 암컷을 찾는 등 긍정적인 사건에 대응한 신호로 세로토닌이 분비된다.[120]잘 먹은 벌레가 큐티클에 박테리아를 느끼면 도파민이 분비돼 속도가 느려지고, 굶으면 세로토닌도 분비돼 동물이 더 느려진다.이 메커니즘은 동물들이 음식 앞에서 보내는 시간의 양을 증가시킨다.[121]분비된 세로토닌은 먹이를 주는 데 사용되는 근육을 활성화시키는 반면 문어민은 이를 억제한다.[122][123]세로토닌은 세로토닌에 민감한 뉴런으로 확산되는데, 이것은 영양소 이용가능성에 대한 동물의 인식을 조절한다.

데카포드

바닷가재에 세로토닌을 주사하면 지배적인 개인처럼 행동하는 반면 문어민은 종속적인 행동을 일으킨다.[24]겁에 질린 가재는 도망가기 위해 꼬리를 뒤집을 수도 있고, 세로토닌이 이러한 행동에 미치는 영향은 동물의 사회적 지위에 크게 좌우된다.세로토닌은 부하직원들의 도망치는 반응을 억제하지만, 사회적으로 지배적이거나 고립된 개인에서는 이를 강화시킨다.그 이유는 사회경험이 전투-비행 반응에 반대 영향을 미치는 세로토닌 수용체(5-HT 수용체) 사이의 비율을 변화시키기 때문이다.[clarification needed]5-HT1 수용체의 효과는 종속 동물에서 지배적인 반면 5-HT2 수용체는 지배적인 동물에서 지배된다.[124]

정맥으로

세로토닌은 연체동물, 곤충, 갑각류, 전갈, 다양한 종류의 벌레, 해파리에 걸쳐 무척추동물의 정맥, 침샘, 신경조직, 그리고 다양한 다른 조직들의 공통적인 성분이다.[21]척추동물에 혈색소가 있는 성인 Rhodnius prolixus는 먹이를 주는 동안 상처에 지질산소를 분비한다.안데르센 외 연구진 2003에 의해, 이 지질학자들이 주최자의 혈관 수축(그리고 아마도 응고)을 예방하기 위해 세로토닌을 격리시키는 것을 증명했다.[125]

곤충들

세로토닌은 진화적으로 보존되어 있고 동물의 왕국 전체에 나타난다.기억력, 식욕, 수면, 행동 등 인간의 중추신경계와 유사한 역할로 곤충의 과정에서 나타난다.[126][18]버섯 체내의 일부 회로는 세로토닌적이다.[127](아래 구체적인 Drosophila 예시, §Dipterans 참조)

아퀴디과

메뚜기 떼는 세로토닌에 의해 시작되지만 유지되지는 않으며,[128] 방출은 개인들 간의 촉각 접촉에 의해 유발된다.[129]이것은 사회적 선호도를 혐오에서 일관성 있는 집단을 가능하게 하는 사교적인 상태로 변화시킨다.[130][129][128]파리와 꿀벌에게 배우는 것은 세로토닌의 존재에 의해 영향을 받는다.[131][132]

살충제 역할

곤충 5-HT 수용체들은 척추동물 버전과 유사한 염기서열을 가지고 있지만, 약리학적 차이가 관찰되었다.무척추동물의 약물 반응은 포유류 약리학에 비해 훨씬 덜 특성이 있었으며 종 선택적 살충제의 가능성이 논의되었다.[133]

히메놉테란스

말벌말벌은 독 안에 세로토닌이 들어 있어 [134]전갈처럼 고통과 염증을[20][21] 일으킨다.[135][21]페이도레 덴타타는 나이가 들수록 식민지에서 점점 더 많은 일을 맡게 되는데, 이를 수행하는 과정에서 점점 더 많은 후각적 단서에 반응해야 한다.이러한 후각 반응의 확대는 세이드와 트라니엘로 2006년에 의해 입증되었는데, 문어민은 아닌 세로토닌과 도파민 증가와 함께 진행되었다.[136]

디프테란스

만약 파리가 세로토닌을 먹이면, 그들은 더 공격적이다; 세로토닌의 고갈된 파리는 여전히 공격성을 나타내지만, 그들은 훨씬 덜 자주 한다.[137]그들의 작물에서 그것은 수축에 의해 발생하는 소화 운동성에 중요한 역할을 한다.작물에 작용하는 세로토닌은 작물 자체에 외생성이 있으며, 리시아 외 2012에 의해 흉부-흉부 승앙글리온세로토닌 신경 플렉스에서 유래된 것으로 나타났다.[138]드로소필라 세로토닌성 버섯의 몸체는 2011년 리 외 에 의해 발견되어 기억력을 형성하기 위해 아네시악과 협력했다.[127]디에릭과 그린스펀 2007은 디프테라에서 공격성을 촉진하기 위해 세로토닌을 발견했는데, 이는 신경펩타이드 F에 의해 대항된 것이다. 두 사람 모두 대개 대부분의 측면에서 공격성과 비슷한 구애를 촉진한다는 점에서 놀라운 발견이다.[127]

척추동물

세로토닌은 5-히드록시트리프타민(5-HT)이라고도 하며, 인간의 기분 장애에 관여하는 것으로 가장 잘 알려진 신경전달물질이다.또한 척추동물과 무척추동물 사이에 널리 존재하는 신경계통이다.[139]세로토닌은 심혈관계, 체온조절, 행동기능과 같은 많은 생리학적 시스템과 연관성이 있는 것으로 밝혀졌다. 여기에는 순환 리듬, 식욕, 공격적이고 성적인 행동, 센서리모터 반응성과 학습, 통증 민감도 등이 포함된다.[140]신경계에서의 세로토닌의 기능은 세로토닌과 강한 연관성이 있는 것으로 밝혀진 척추동물들 사이의 특정한 행동과 함께 더욱 논의될 것이다.또한 원격조종 물고기와 생쥐를 포함하는 세로토닌 발달에 관한 두 가지 관련 사례 연구가 언급되고 있다.

포유류에서 5-HT는 실체성 니그라, 복측 티그먼트 영역강박핵에 고도로 집중되어 있다.덜 집중된 영역은 다른 뇌 영역과 척수를 포함한다.[139] 5-HT 뉴런은 또한 높은 분기점을 보이는 것으로 나타나, 비록 이 경향은 포유류에게만 국한되지만 동시에 CNS의 여러 영역에 영향을 미치는 구조적으로 두드러진다.[140]

척추동물의 5-HT 시스템

척추동물은 등뼈와 신경계를 가진 망상 코다타에 있는 다세포 생물이다.여기에는 포유류, 어류, 파충류, 조류 등이 포함된다.인간에게 있어서 신경계는 중추신경계와 말초신경계로 구성되어 있으며, 대부분의 다른 척추동물에서 신경전달물질의 특정한 메커니즘에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.그러나 세로토닌은 스트레스와 행동반응에 관여하지만 인지 기능에서도 중요한 것으로 알려져 있다.[139]대부분의 척추동물의 뇌 조직은 후뇌에 5-HT 세포를 포함한다.[139]이 외에도 5-HT는 기저 전뇌전두엽을 포함한 비반성 척추동물의 뇌의 다른 부분에서 발견되는 경우가 많다.[141]세로토닌 수용체의 위치는 행동 반응에 기여하기 때문에, 이는 세로토닌이 양생 생물에는 존재하지 않는 비 평판 척추동물의 특정 경로의 일부임을 시사한다.[142]텔레ost 물고기와 생쥐는 세로토닌과 척추동물 행동 사이의 연관성을 연구하기 위해 가장 자주 사용되는 유기체다.두 유기체는 모두 세로토닌이 행동에 미치는 영향에서 유사성을 보이지만 반응이 일어나는 메커니즘에서는 차이가 있다.

개/캐닌 종

개에게 세로토닌에 대한 연구는 거의 없다.한 연구는 해질 무렵보다 새벽에 세로토닌 수치가 더 높았다고 보고했다.[143]또 다른 연구에서 혈청 5-HT 수준은 스트레스를 받는 상황에 대한 개의 행동 반응과 관련이 없는 것처럼 보였다.[144]비뇨기 세로토닌/크리에이티닌의 비트 수는 수술 후 4주 후에 더 높은 경향을 보였다.또한 세로토닌은 코티솔과 프로게스테론 둘 다와 긍정적인 상관관계를 가졌지만 난자극절제술 후 테스토스테론과는 상관관계가 없었다.[145]

텔레스트 피쉬

비성형 척추동물과 마찬가지로 텔레ost 물고기도 기저 전뇌를 포함한 뇌의 다른 부분에 5-HT 세포를 가지고 있다.[141]다니오 레리오(Zebra fish)는 뇌 속의 세로토닌을 연구하는 데 자주 사용되는 텔레ost fish의 일종이다.척추동물의 세로토닌 체계에 대해 많이 알려져 있지 않지만, 스트레스와 사회적 상호작용을 조절하는 것의 중요성은 알려져 있다.[146]AVT와 CRF가 시상하부-뇌하수체-아드레날린 축에서 세로토닌과 협력한다는 가설이다.[141]이러한 신경펩타이드들은 텔레스트의 가소성에 영향을 미치며, 텔레스트의 환경을 변화시키고 반응하는 능력에 영향을 미친다.사회 환경에서의 종속 어류는 5-HT 농도의 급격한 증가를 보인다.[146]5-HT 장기간의 높은 수준은 하위 어류의 공격성 억제에 영향을 미친다.[146]

약학 및 의학 화학과의 연구원들은 선택된 약물이 수컷 쥐의 행동에 미치는 영향을 연구하기 위해 세로토닌 약물을 사용했다.[147]쥐들은 고립되어 서로를 향한 고통스러운 행동의 수준이 증가함을 보여준다.결과는 세로토닌성 약물이 사회적 상호작용을 증가시키는 동시에 고립된 생쥐의 공격성을 감소시킨다는 것을 발견했다.[147]각각의 치료법은 공격성을 목표로 하는 다른 메커니즘을 사용하지만, 궁극적으로는 모두 같은 결과를 가지고 있다.이 연구는 세로토닌 약물이 세로토닌 수용체를 성공적으로 표적으로 삼았다는 것을 보여주지만, 모든 종류의 약물이 고립된 수컷 생쥐의 공격성을 감소시키는 경향이 있기 때문에 행동에 영향을 미치는 메커니즘의 구체적인 사실은 보여주지 않는다.[147]격리되지 않은 공격적인 생쥐는 세로토닌 재흡수 변화에 다르게 반응할 수 있다.

행동

인간과 마찬가지로 세로토닌은 대부분의 다른 척추동물의 행동을 조절하는 데 극도로 관여한다.여기에는 반응과 사회적 행동뿐만 아니라 분위기에 영향을 미치는 행동도 포함된다.세로토닌 경로의 결함은 기분장애의 증상뿐만 아니라 심한 기분변화를 초래할 수 있는데, 이는 사람 이상에게 나타날 수 있다.

사회 상호 작용.

세로토닌이 관여하는 사회적 상호작용에서 가장 연구된 측면 중 하나는 공격성이다.공격성은 5-HT 시스템에 의해 조절된다. 세로토닌 수치는 쥐와 게에서 볼 수 있는 공격적인 행동을 유도하거나 억제할 수 있기 때문이다(마우스 섹션 참조).[147]이것이 널리 받아들여지고 있지만, 세로토닌이 공격성과 다른 행동에 영향을 미치는 뇌의 부분과 직간접적으로 상호작용하는지는 알려져 있지 않다.[139]세로토닌 수치에 대한 연구는 그들이 사회적 상호작용을 하는 동안 급격하게 증가하거나 감소한다는 것을 보여주며, 그것들은 일반적으로 공격적인 행동을 억제하거나 선동하는 것과 관련이 있다.[148]다양한 척추동물의 5-HT 시스템의 경로가 크게 다를 수 있기 때문에 사회 행동에 영향을 미치는 세로토닌의 정확한 메커니즘은 알려져 있지 않다.[139]

자극에 대한 반응

세로토닌은 다른 신경전달물질과 함께 환경반응 경로에 중요하다.[149]구체적으로는 일차 감각 시스템이 사회적 상호작용과 연결되어 있기 때문에 사회 환경에서의 청각 처리에 관여하고 있는 것으로 밝혀졌다.[150]세로토닌은 특정 및 비특정 사회적 상호작용과 발성을 처리하는 중간뇌의 IC 구조에서 발견된다.[150]또한 청각 처리 영역으로 신호를 전달하는 음향 투영도 수신한다.[150]연구는 세로토닌이 IC에 의해 수신되는 청각 정보를 형성하고 따라서 청각 자극에 대한 반응에 영향을 미친다고 제안했다.[150]이것은 세로토닌 섭취가 공격성 및/또는 사회적 상호작용에 영향을 미칠 수 있기 때문에 유기체가 그들의 환경에서 포식성이나 다른 영향 있는 종의 소리에 어떻게 반응하는가에 영향을 미칠 수 있다.

무드

우리는 감정적 지위에 특정되지 않고 비교적 오래 지속되는 감정적 상태와 연관되는 분위기를 묘사할 수 있다.세로토닌의 기분과의 연관성은 인간의 다양한 형태의 우울증과 양극성 질환으로 가장 잘 알려져 있다.[140]세로토닌 활동으로 인한 장애는 전반적인 기분, 활동, 자살 생각, 성 및 인지 장애와 같은 주요 우울증의 많은 증상들에 잠재적으로 기여한다.선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)는 주요 우울증 장애에 효과적인 치료제임이 입증된 약물의 종류로 가장 많이 처방된 항우울제 종류다.SSRI의 기능은 세로토닌의 재흡수를 차단하여 수신 뉴런에 의해 흡수되는 세로토닌을 더 많이 이용할 수 있게 하는 것이다.동물들은 종들 사이의 우울한 행동을 이해하기 위해 수십 년 동안 연구되어 왔다.가장 친숙한 연구 중 하나인 강제 수영 테스트(FST)는 잠재적인 항우울제 활동을 측정하기 위해 수행되었다.[140]쥐는 피할 수 없는 물 용기에 넣어졌고, 이때 움직이지 않는 시간과 활성 행동의 수(예: 튀기거나 기어오르는 것 같은)를 항우울제 투여 전후에 비교했다.NE 리웁테이크를 선택적으로 억제하는 항우울제는 움직이지 않는 것을 줄이고 수영에 영향을 주지 않고 선택적으로 등산을 증가시키는 것으로 나타났다.그러나 SSRI의 결과는 또한 움직이지 않는 것을 감소시켰지만 등산에 영향을 미치지 않고 수영하는 것을 증가시켰다.이 연구는 항우울제에 대한 행동 테스트의 중요성을 입증했다. 항우울제는 종들의 행동 요소와 함께 핵심 행동에 영향을 미치는 약물을 탐지할 수 있기 때문이다.[140]

성장과 생식

선충류에서 세로토닌의 인위적인 고갈이나 문어민 신호의 증가가 저식 환경의 전형이다: C. 선충은 더 활발해지고 짝짓기와 난자 생성을 억제하는 반면, 이 동물에서 세로토닌이 증가하거나 문어민이 감소하면 그 반대 현상이 일어난다.[26]세로토닌은 정상적인 남성 짝짓기 행동과 [151]짝을 찾기 위해 음식을 남기는 성향을 위해 필요하다.[152]웜의 행동을 환경의 빠른 변화에 적응시키기 위해 사용되는 세로토닌 신호는 인슐린 유사 신호와 장기 적응을 제어하는 [153]TGF 베타 신호 경로에 영향을 미친다.

과일파리 인슐린은 둘 다 혈당을 조절할 뿐만 아니라 성장 인자의 역할을 한다.따라서 과일파리에서는 세로토닌 신경세포가 인슐린 분비에 영향을 줌으로써 성인의 신체 크기를 조절한다.[154][155]세로토닌은 메뚜기 떼의 행동을 유발하는 것으로도 확인되었다.[130]인간의 경우 인슐린이 혈당을 조절하고 인터넷 거버넌스(IGF)가 성장을 조절하지만 세로토닌은 두 호르몬의 분비를 조절해 GTPase 신호 단백질의 세로토니화를 통해 췌장베타세포에서 인슐린 분비를 조절한다.[30]임신SSRI에 노출되면 태아의 성장률이 감소한다.[156]

세로토닌이 부족한 유전자변형선충은 생식수명이 증가하고, 비만이 될 수 있으며, 때로는 휴면유충 상태에서 발육이 정지되기도 한다.[157][158]

노화 및 노화 관련 표현형

세로토닌은 노화, 학습, 기억력을 조절하는 것으로 알려져 있다. 번째 증거는 선충의 장수 연구에서 나온 것이다.[153]노화의[vague] 초기 단계에서는 세로토닌의 수치가 증가하여 운동적 행동과 연상 기억을 변화시킨다.[159]세로토닌 수용체를 억제하는 돌연변이와 약물(미안세린, 메티오테핀 포함)에 의해 효과가 회복된다.이 관찰은 일반적으로 늦지만 노화의 초기[vague] 단계는 아닌 포유류와 인간에게서 세로토닌 수치가 내려간다는 개념과 모순되지 않는다.

생화학적 메커니즘

생합성

On top an L-tryptophan molecule with an arrow down to a 5-HTP molecule. Tryptophan hydroxylase catalyses this reaction with help of O2 and tetrahydrobiopterin, which becomes water and dihydrobiopterin. From the 5-HTP molecule goes an arrow down to a serotonin molecule. Aromatic L-amino acid decarboxylase or 5-Hydroxytryptophan decarboxylase catalyses this reaction with help of pyridoxal phosphate. From the serotonin molecule goes an arrow to a 5-HIAA molecule at the bottom ot the image. Monoamine oxidase catalyses this reaction, in the process O2 and water is consumed, and ammonia and hydrogen peroxide is produced.
트립토판으로부터 세로토닌 합성을 위한 경로.

인간을 포함한 동물에서 세로토닌은 트립토판 히드록실라아제(TPH)와 방향족 아미노산 데카복실라제(DDC), 코엔자임 피리독살 인산염 등 2가지 효소로 구성된 짧은 대사 경로에 의해 아미노산 L-트립토판으로부터 합성된다.TPH 매개 반응은 경로의 속도 제한 단계다.TPH는 여러 조직에서 발견되는 TPH1과 뉴런 특유의 이소성형TPH2의 두 가지 형태로 존재하는 것으로 나타났다.[160]

세로토닌은 아스페르길루스 니제르실로시베 코프로필라를 촉매로 사용하여 연구소의 트립토판으로부터 합성할 수 있다.1단계에서 5-히드록시트리프토판까지는 트립토판을 7일간 에탄올과 물에 담근 다음, pH를 3으로 가져올 수 있는 충분한 HCl(또는 다른 산)을 혼합한 다음 NaOH를 추가하여 1시간 동안 pH 13을 만들어야 한다.아스페리길루스 니제르가 이 첫 단계의 촉매제가 될 것이다.5-하이드록시트리프토판 중간에서 트립토판 자체를 합성하기 위한 2단계는 에탄올과 물을 첨가하고 이번에는 30일 동안 놓아두어야 할 것이다.다음 두 단계는 첫 번째 단계와 같을 것이다. 즉, pH = 3을 만들기 위해 HCl을 추가한 다음, 13에서 1시간 동안 NaOH를 매우 기본 pH로 만드는 것이다.이 단계는 실로시베 코프로필라를 반응의 촉매로 사용한다.[161]

과정

세로토닌은 혈-뇌 장벽을 넘지 않기 때문에 구강으로 복용하는 세로토닌은 중추신경계의 세로토닌 경로로 통과하지 않는다.[9]그러나 세로토닌이 합성된 트립토판과 그 대사물5-하이드록시트리토판(5-HTP)은 혈액-뇌 장벽을 넘는다.이러한 작용제는 식이 보조제와 다양한 식품에서 사용할 수 있으며 효과적인 세로토닌 작용제일 수 있다.세로토닌 분해의 한 가지 산물은 5-히드로신돌레아세트산(5-HIAA)으로 소변 에 배설된다.세로토닌과 5-HIAA는 때때로 특정 종양이나 암에 의해 과다한 양으로 생성되며, 이러한 물질의 수준은 이러한 종양을 검사하기 위해 소변에서 측정될 수 있다.

분석화학

미생물이 생산, 검출 또는 소비하는 농도의 전기화학 조사 시 전극 재료에 인듐 주석 산화물(Indium tin oxide)[162]이 권장된다.레이저 탈착 이온화 질량 분광 분석 기법은 베르타초 외 1994에 의해 천연 및 합성 세로토닌의 분자 중량을 측정하기 위해 개발되었다.[163]

역사와 어원

1935년 이탈리아의 비토리오 어스파머는 장과 수축한 장로마핀 세포의 추출물을 보여주었다.일부는 아드레날린을 함유하고 있다고 믿었지만, 2년 후, 어스파머는 이전에 알려지지 않았던 아민이라는 것을 보여줄 수 있었는데, 그는 이것을 "엔테라민"[164]이라고 이름 붙였다.1948년 클리블랜드 클리닉모리스 M. 레포트, 아르다 그린, 어바인 페이지혈청에서 혈관조절에 영향을 미치는 혈청제였기 때문에 세로토닌이라고 명명했다.[165]

1952년 엔테아민은 세로토닌과 같은 물질로 나타났으며, 생리적 역할의 범위가 넓어짐에 따라 약리학 분야에서는 적절한 화학명 5-히드록시트리프타민의 약칭 5-HT가 선호되는 이름이 되었다.[166]세로토닌의 동의어로는 5-하이드록시크립타민, 트롬보틴, 엔테아민, 물질 DS, 3-(β-아미노에틸)-5-하이드록신돌 등이 있다.[167]1953년 베티 트와로그와 페이지는 중추신경계에서 세로토닌을 발견했다.[168]페이지는 어스파머의 옥토퍼스 로코티스, 디스코그로스 픽투스, 헥사플렉스 트러큘러스, 볼리누스 브랜다리스, 세피아, 마이틸러스, 오스트레아에 대한 작업을 새로 확인된 이 물질을 이해하는 데 타당하고 근본적인 것으로 간주했지만, 그의 초기 여러 모델들, 특히 쥐 피에서 얻은 결과들은 다른 MA들의 존재에 의해 너무 혼란스러워졌다.다른 혈관조영제를 포함해서 [169]말이야

참고 항목

메모들

  1. ^ 이러한 수용체의 기능에 대한 참조는 해당 수용체에 대한 위키백과 페이지에서 확인할 수 있다.

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    p. 231,
    The change in the number of several potential neurotransmitters ... such as serotonin... may play an important role in remodeling the CNS during phase change (26, 56, 80).
    p. 233,
    In the locust S. gregaria, the amount of serotonin in the thoracic ganglia was positively correlated with the extent of gregarious behavior induced by different periods of crowding. A series of pharmacological and behavioral experiments demonstrated that serotonin plays a key role in inducing initial behavioral gregarization (2, 80). However, serotonin is not responsible for maintaining gregarious behavior because its amount in long-term gregarious locusts is less than half that in long-term solitarious locusts (80). In L. migratoria, the injection of serotonin can also slightly initiate gregarious behavior, but serotonin when accompanying crowding treatment induced more solitarious-like behavior than did serotonin injection alone (48). Significant differences in serotonin levels were not found in brain tissues between the two phases of L. migratoria. A recent report by Tanaka & Nishide (97) measured attraction/avoidance behavior in S. gregaria after single and multiple injections of serotonin at different concentrations. Serotonin had only a short-term effect on the level of some locomotor activities and was not involved in the control of gregarious behavior (97). In addition, it is not clear how the neurotransmitter influences this unique behavior, because a binary logistic regression model used in these studies for the behavioral assay focused mostly on only one behavioral parameter representing an overall phase state. Obviously, behavioral phase change might involve alternative regulatory mechanisms in different locust species. Therefore, these studies demonstrate that CNS regulatory mechanisms governing initiation and maintenance of phase change are species specific and involve the interactions between these neurotransmitters.
    Given the key roles of aminergic signaling, what are the downstream pathways involved in the establishment of long-term memory? Ott et al. (63) investigated the role of [] protein kinase[] in the phase change in S. gregaria: ... cAMP-dependent protein kinase A (PKA). Through use of pharmacological and RNAi intervention, these authors have demonstrated that PKA... has a critical role in modulating the propensity of locusts to acquire and express gregarious behavior. ... Unfortunately, although a correlation between serotonin and PKA was hypothesized, direct evidence was not provided.
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