Hola ammucuriosos, por favor, ponte el cinturón que nos vamos a viajar al descubrimiento de la serotonina y adentrarnos mediante una mini nave espacial al modo erase una vez el cuerpo humano que nos ha preparado Jesús para adentrarnos en el organismo y ver las funciones que tiene la serotonina en el cuerpo. ¡Acompáñanos!
¿Qué es la serotonina?
La 5-hidroxitriptamina (5-HT) o serotonina es un neurotransmisor que se sintetiza a partir de la transformación del aminoácido triptófano. Este aminoácido que se encuentra en las plantas y los animales, interviene en la síntesis de muchas biomoléculas y diversos procesos fisiológicos.
En el ser humano, la serotonina se sintetiza en los intestinos (delgado y grueso) y en el cerebro, especialmente en los núcleos del Rafe situados en el tronco encefálico. Os recomiendo que leáis el artículo donde explicábamos que región era el tronco encefálico dentro del sistema nervioso central (ver este artículo).
Imagen 1. Sistema nervioso central (SNC). Imagen extraída de: https://www.ceupe.com/blog/que-estructura-tiene-el-sistema-nervioso-central-snc.html
El 90 % del total de la serotonina presente en el cuerpo humano se encuentra en el tracto gastrointestinal donde regula la motilidad, secreción e inhibición. Dentro de este porcentaje al estar circulando por la sangre, concretamente en las plaquetas de la sangre siendo un antioxidante excepcional y muy importante para nuestro cuerpo y nuestro cerebro. El resto, es decir, un 10% aproximadamente reside en las neuronas del sistema nervioso.
Historia de la serotonina
En 1935, el investigador italiano Vittorio Erspamer encontró una sustancia hasta entonces desconocida, a la que llamó enteramina, producida por las células enterocromafines del intestino, estimulada por la contracción del intestino.
Imagen 2. Vittorio Erspamer. Imagen extraída de: https://en.wikipedia.org/wiki/Vittorio_Erspamer#/media/File:Vittorio_Erspamer.jpg
Entonces, ¿Por qué la llamamos serotonina? El nombre serotonina refleja únicamente las circunstancias en las que se descubrió el compuesto. Pues fue inicialmente identificado como una sustancia vasoconstrictora en el plasma sanguíneo o serum, de ahí su nombre serotonina un agente del serum que aumenta el tono vascular.
No obstante, a finales de los años 1940, se aisló y se nombró la serotonina por Maurice M. Rapport, Arda Green e Irvine Page identificándola químicamente como la 5-hidroxitriptamina (5-HT) por Rapport y con muchas funciones fisiológicas.
Imagen 3. Los tres científicos representados en una explicación. Imagen extraída de dicha presentación: https://slideplayer.com/slide/13008516/
Síntesis de la serotonina
En el cuerpo, la serotonina es sintetizada en la neurona, tanto en el núcleo como en las terminaciones a partir del aminoácido triptófano que involucra dos enzimas: triptófano hidroxilasa (TPH) y una L-aminoácido aromático descarboxilasa (DDC). Una vez que el triptófano se encuentra dentro de las neuronas adecuadas la enzima triptófano hidroxilasa generará 5-hidroxitriptófano, mediante la adición de un grupo hidroxilo al triptófano, formando la 5 hidroxitriptofano.
Como ya se mencionó la síntesis de la serotonina tiene lugar en las neuronas serotoninérgicas donde se produce a partir del triptófano. Este aminoácido sí puede pasar a través de la barrera hematoencefálica y se obtiene de la dieta en cantidades suficientes para la síntesis de la serotonina y otros compuestos.
La serotonina tiene efecto modulador general e inhibidor de la conducta, influye sobre casi todas las funciones cerebrales, inhibiendo en forma directa o por estimulación del GABA (ácido gamma-amino-butírico). De este modo regula la timia que es el comportamiento exterior del individuo, el sueño (melatonina), actividad sexual (gonadotropinas), apetito (serotonina y GABA (que ya veremos en el futuro)), ritmos circadianos y funciones neuroendocrinas (eje hipotálamo-hipofisiario), temperatura corporal (El 5TH1 produce hipotermia y el 5HT2 hipertermia), dolor, actividad motora y funciones cognitivas.La 5-HT como se la conoce en el mundo de la farmacología, es una molécula que se incluye dentro del grupo de las monoaminas sintetizada a partir del aminoácido triptófano.
Este neuromodulador es más poderoso y sintetizado desde el intestino, pero cómo actúa. Pues, luego de ser liberada desde el intestino, la serotonina puede ser encontrada en las plaquetas de la sangre, como ya comentamos, siendo estas las que la distribuyen por el resto del cuerpo.
La recaptación de serotonina (5-HT), mediante la proteína transmembrana de transporte la 5-HTT, representa el mecanismo principal del aclaramiento de 5-HT del plasma sanguíneo, siendo este el mecanismo de control.Una de sus funciones más importantes en la sangre, por parte de la serotonina, es la de llegar a la lesión de un vaso, actuando la serotonina como vasoconstrictor, funcionando así como modulador de la coagulación.
Imagen 4. Síntesis de la serotonina. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:S%C3%ADntesis_de_la_serotonina.png
Características de la serotonina en el cerebro
Un porcentaje de la serotonina es sintetizado en neuronas serotoninérgicas del sistema nervioso central. Las neuronas serotoninérgicas residen principalmente en los núcleos del rafe dorsal, mediano y caudal del tronco cerebral. Estos núcleos proyectan a casi todas las partes del cerebro. Estos núcleos que liberan la serotonina como neurotransmisor la que transmite señales entre las neuronas regulando la intensidad de su descarga.
Imagen 5. Estructura de la serotonina. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Serotonin.svg
Los núcleos del rafe son conjuntos de neuronas distribuidas en nueve grupos pares y localizadas a lo largo de toda la longitud del tronco encefálico, el cual está centrado alrededor de la formación reticular.
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Imagen 6. Vías de la Serotonina (5-HT). Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Serotonin_(Illustration)-es.png
Dahstrom y Fuxe describieron 9 grupos de células que contienen serotonina de B1 a B9:
· El grupo más grande de células serotonérgicas es el grupo B7 contiguo al B6.
· El grupo B6 y B7 son el núcleo dorsal del rafe.
· EL B8 es el núcleo medio del rafe. núcleo central superior.
· EL B9 tegmento lateral del puente y del cerebro medio.
· El B1 a B5 caudalmente y contienen un número bajo de células serotoninérgicas.
Destino de los axones de las neuronas ubicadas en el núcleo rostral dorsal del rafe:
· Tálamo
· Núcleo estriado
· Hipotálamo
· Núcleo accumbens
· Neocórtex
· Giro cingulado
· Cíngulo
· Hipocampo
· Amígdala
Las axones de las neuronas de los núcleos del rafe terminan en, por ejemplo:
· Núcleos cerebelosos profundos
· Corteza cerebelosa
· Médula espinal
Así, la activación de este sistema serotoninérgico tiene efectos en varias áreas del cerebro, lo que explica los efectos terapéuticos en su modulación. Además, de ser grupos de neuronas muy conservados en la evolución de los tetrápodos.
La serotonina es metabolizada a ácido 5-Hidroxindolacético, que se promueve al hígado, y se excreta por los riñones en su fase final. En estos casos se puede ya eliminar mediante nuestro sistema renal, para que no se generen daños en el organismo.
Sus características más destacadas serían las funciones relacionadas desde el cerebro, las veremos a continuación.
Funciones de la serotonina
La serotonina influye en una variedad de funciones corporales y psicológicas muy importantes:
Corporales:
el eje intestino – cerebro es muy importante, comunicándose a través de la serotonina. Además, se relaciona con el metabolismo del hueso para consumir calcio (aumentando en su déficit la osteoporosis), controlando el sistema digestivo (hígado, intestino delgado e intestino grueso) y la regeneración o división celular (por ejemplo, regeneración de las vellosidades del intestino).
Otro ejemplo de la importancia del eje intestino – cerebro, es que la serotonina estimula el centro de vómito en el cerebro, causando náuseas, en base a la información del intestino que puede indicar la eliminación de algún alimento que no ha sentado bien al cuerpo. Así mismo, lo hace para regular la saciedad o apetito.
Imagen 7. Eje microbiota-intestino-cerebro en el que la serotonina es la protagonista. Imagen extraída de: https://enfermedadcrohn.es/neurotransmisores-en-el-origen-de-la-enfermedad-de-crohn/
En el ámbito reproductivo la sexualidad se ha demostrado que un porcentaje de las personas que toman medicamentos inhibidores de la serotonina o antidepresivos, que tienen una reducción del deseo y de su función sexual, como efecto secundario de la droga.Finalmente, controlan la temperatura corporal, funcione motoras, donde la serotonina es precursora de la melatonina, que se encarga del sueño y por tanto, del descanso de las regiones musculares, perceptivas y cognitivas. También siendo esencial en el ciclo circadiano (podéis leer más en este artículo).
Psicológicas:
El papel de la serotonina en los comportamientos de los organismos vivos, en el estado de ánimo, regulación del sueño, depresión, ansiedad, estrés, son esenciales por ello, es conocida como la dopamina o noradrenalina. La dopamina es una de las tres hormonas de la felicidad.
Al controlar tantas partes del sistema digestivo, se ha encontrado relacionado con trastornos alimenticios. Esto la hace sumamente importante para el sistema nervioso, para la personalidad y la salud mental.
Neurotransmisión de las neuronas serotoninérgicas
La comunicación entre células es esencial, más aún si se trata de neuronas, que mantienen nuestros comportamientos y personalidad, como seres únicos. Aunque ni psicólogos ni neurocientíficos aún sepamos todo sobre este y otros neuromoduladores. Recordemos que las neuronas se interconectan formando redes o circuitos neuronales, que transmiten señales o impulsos nerviosos mediante esos botones sinápticos.
La serotonina cumple con los criterios generales para ser clasificada como neurotransmisor.
- La serotonina está presente como agente químico debe estar localizado en los elementos presinápticos y probablemente distribuido en todo el cerebro.
- La neurona debe contener los precursores, las enzimas selectivas o un mecanismo de transporte específico para el neurotransmisor, destacando el 5HT transportador (5-HT-T), que se debe encontrar en la sinapsis.
- La aplicación directa del neurotransmisor a la sinapsis debe producir efectos idénticos a los producidos por estimulación eléctrica. Cosa que la serotonina también cumple.
- La interacción del neurotransmisor con su receptor debe inducir cambios en la membrana que produzcan potenciales postsinápticos excitatorios o inhibitorios, como lo hacen la dopamina, la noradrenalina, la adrenalina, la acetilcolina y la serotonina, todos ellos ya mencionados en otros artículos. En cuanto a los receptores, no existe un receptor único para la serotonina, sino que se ha visto que estos comprenden una gran familia de receptores con funciones específicas en las áreas pre y postsinápticas, que veremos más adelante.
- Deben existir mecanismos de inactivación (difusión, enzimas metabólicas, sistemas de recaptación) que hagan concluir la interacción del neurotransmisor con el receptor.
La serotonina forma parte del grupo de neurotransmisor monoamina junto con noradrenalina, adrenalina, histamina y dopamina. Por tanto, presenta síntesis mediante enzimas , posee almacenamiento de moléculas de neurotransmisor en vesículas sinápticas, cuando se liberan los neurotransmisores por exocitosis (a la neurona presináptica llega un impulso nervioso y abre los canales de Ca+2,que liberan el neurotransmisor en los espacios sinápticos). Después, se une al neurorreceptor, siendo capaz este neurotransmisor capaz de estimular o inhibir rápida o lentamente, puede liberarse hacia la sangre para actuar sobre varias células y a distancia del sitio de liberación, puede permitir, facilitar o antagonizar los efectos de otros neurotransmisores.
Imagen 8. En la sinapsis el proceso de recaptación de la serotonina. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Synapse_Illustration-IT.png
Receptores de la serotonina
Existen 7 tipos de receptores de serotonina, que a su vez presentan algunas diferencias entre especies y con distintas funciones los receptores de 5HT-1 a 5HT-7.
Imagen 9. Familias de receptores de la serotonina. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Receptores_de_la_serotonina.png
· La familia de receptores 5HT-1 son aquellos que tienen un efecto inhibidor de la actividad. 5HT-1A actúa en los somas de las neuronas serotoninérgicas, normalmente en el sistema límbico o la corteza cerebral. Los receptores 5HT1B y 1D en humanos, al unir la serotonina inhiben la liberación de dicho neurotransmisor mediante la falta de adenilato ciclasa en los receptores postsinápticos que se encuentran en la hendidura sináptica.
· Los receptores de la familia 5HT-2 activan neuronas, serotoninérgicas o heterorreceptores. En ellas estimulan la producción de segundos mensajeros como el IP3 o el DAG. Estos actúan a nivel de corteza cerebral y 5HT-2C en los plexos coroideos, controlando el líquido cefalorraquídeo.
· Los receptores 5HT-3 están acoplados a canales iónicos de potasio, sodio o calcio, se denominan ionotrópicos. Se localizan en el tronco del encéfalo y están formados por 5 subunidades (del tipo 5HT-3A y -3B) que intervienen en la percepción del dolor mediante la liberación de la sustancia P, neuronas de GABA, dopamina y acetilcolinérgicas donde se encarga de la liberación de dopamida y otros neurotransmisores.
· Los tipos 5HT-4, -6 y -7 están acoplados, todos ellos, a las importantes proteína G que activan las proteínas G facilitando la activación de la adenilato ciclasa, aumentando los niveles internos de AMPc, aumentando la capacidad de transmitir una señal de la neurona. 5-HT4 se encuentra en neuronas dopaminérgicas del hipocampo donde actúa para mejorar los procesos cognitivos de memoria.
· Por otra parte de 5HT-5 se conoce muy poco y su función exacta todavía permanece sin descubrir.
· El 5HT-6 está estrechamente relacionada con la regulación de los comportamientos emocionales. Es con este receptor de serotonina con el que actúan muchos psicotrópicos, teniendo el LSD más afinidad por este receptor que la propia serotonina. Muchos fármacos contra la esquizofrenia están relacionados con la inhibición de estos receptores. Se encuentra en el hipocampo, la corteza cerebral y el sistema límbico.
· Los receptores 5HT-7 se encuentran en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo. Realiza su actividad mediante la activación de la adenilato ciclasa y el AMPc. Se encarga de regular los ciclos circadianos electrofisiológicos y metabólicos, relacionados con el hambre o el sueño.
Curiosidades neurocientíficas de la serotonina
La primera curiosidad, es que el gen (HTR2A) codifica uno de los receptores para la serotonina. Las mutaciones en este gen están asociadas con la susceptibilidad a la esquizofrenia y el trastorno obsesivo-compulsivo, y también están asociados con la respuesta al antidepresivo citalopram en pacientes con trastorno depresivo mayor.
La segunda curiosidad, es que varios agentes pueden inhibir la recaptación de 5-HT incluyendo el MDMA o éxtasis, anfetamina, cocaína, dextrometorfano (un antitusivo), antidepresivos tricíclicos (TCAs) y los Inhibidores Selectivos de la Recaptación de Serotonina (ISRS).
La tercera curiosidad, es que la reacción mediada por TPH es una etapa limitante en la vía. La TPH ha sido vista en dos formas existentes en la naturaleza: TPH1, encontrada en varios tejidos, y la TPH2, que es una isoforma cerebro-específica. Hay evidencia de polimorfismos genéticos en ambos tipos con influencia sobre la susceptibilidad a la ansiedad y la depresión (muy vinculadas con el suicidio, del que podéis leer más aquí). También hay evidencia de cómo las hormonas ováricas pueden afectar la expresión de la TPH en varias especies, sugiriendo un posible mecanismo para la depresión posparto y el síndrome de estrés premenstrual.
Serotonina y otras hormonas
Se podría decir que la serotonina es la «hormona del placer» o una de las tres hormonas de la felicidad, además de ser la «hormona del humor».
Por ejemplo, para que se produzca la eyaculación u orgasmo, el hipotálamo libera oxitocina a través de la hipófisis (hormona que se segrega en la neurohipófisis y que también es responsable de las contracciones durante el parto). Después de eyacular, aumenta considerablemente la cantidad de serotonina en el cerebro lo que provoca un estado de placer y tranquilidad.
Después del placer, ese mecanismo estimula la liberación de hormonas como somatotropina (hormona del crecimiento) y prolactina (tiene acción sobre las glándulas mamarias actuando en su crecimiento y formación de leche) e inhibe la secreción de las hormonas luteinizante (LH), y foliculoestimulante (FSH) que a su vez producen ínfimamente crecimiento y controlan la maduración del folículo ovárico u ovogénesis, y la secreción de hormonas sexuales y la espermatogénesis entre otras cosas.
Os dejo una pequeña infografía, sobre cómo aumentar la cantidad de serotonina en el cuerpo.
Conclusión
A estas alturas ya conocemos la anatomía del sistema nervioso y sus componentes, la importancia del encéfalo, estudiar la acetilcolina como el primer neurotransmisor descubierto, a todas las catecolaminas (dopamina, noradrenalina y adrenalina), y como veis, seguimos descubriendo nuevos componentes de este rompecabezas con la serotonina.
Si queréis conocer las catecolaminas y la serotonina en la evolución leer este artículo sobre la discusión de mi TFM aquí.
Pues bien, queridos ammucuriosos, desabrochaos los cinturones e ir a las próximas naves del conocimiento en otros artículos, para seguir aprendiendo de ciencia.
Que la ciencia y la fuerza os acompañe
Referencias
1. James McIntosh (2016). «¿Qué es la serotonina y cuál es su función?». MedicalNewsToday.
2. Citali Trueta; Montserrat G Cercós (2012). «Regulación de la liberación de serotonina en distintos compartimientos neuronales». Salud Mental 35 (5): 435-443.
3. Berger M; Gray JA.; Roth BL. (2009). «The expanded biology of serotonin». Annu Rev Med 60: 355-366. doi:10.1146/annurev.med.60.042307.110802.
4. Negri L (2006). «[Vittorio Erspamer (1909–1999)]». Med Secoli (en italiano) 18 (1): 97-113. PMID 17526278.
5. Maurice M. Rapport; Arda A. Green,; Irvine H. Page (1948). «Serum vasoconstrictor (serotonin). IV. Isolation and caracterización». J. Biol. Chem. 176 (3): 1243-1252.
6. Delgado, C. (2004). Introducción a la química terapéutica. Ediciones Díaz de Santos; pp. 152-156.
7. Gershon, MD.;; Tack, J. (2007). The Serotonin Signaling System: From Basic Understanding To Drug Development for Functional GI Disorders 132 (1). pp. 397-414.
8. Scharinger C, Rabl U, Kasess CH, Meyer BM, Hofmaier T, Diers K, Bartova L, Pail G, Huf W, Uzelac Z, Hartinger B Kalcher K, Perkmann T, Pezawas P (2014). «Platelet Serotonin Transporter Function Predicts Default-Mode Network Activity». PLoS ONE 9 (3): e92543.
9. Lin OA, Karim ZA, Vemana HP, Espinosa EVP, Khasawneh FT (2014). «The Antidepressant 5-HT2A Receptor Antagonists Pizotifen and Cyproheptadine Inhibit Serotonin-Enhanced Platelet Function.». PLoS ONE 9 (1): e87026.
10. Kawai M,; Rosen CJ (2010). «Minireview: A Skeleton in Serotonin’s Closet?». Endocrinology 151 (9): 4103-4108. doi:10.1210/es.2010-0499.
11. Lambe, EK;; Fillman, SG;; Webster, MJ;; Shannon Weickert, C. (2011). «Serotonin Receptor Expression in Human Prefrontal Cortex: Balancing Excitation and Inhibition across Postnatal Development». journal.pone (PLOSONE) 6 (7): e22799.
12. Berman, S. (2013). Fisiología Médica. McGraw-Hill Interamericana Editores.
13. Bustamante, E. (2007). «cap.4 Las células nerviosas». El sistema nervioso: desde las neuronas hasta el cerebro humano. Universidad Antioquia; p. 53.
14. Departamento de biopsicología. (2004). Neurotransmisores. Universidad de Argentina John F Kennedy. Instituto de investigación y Docencia de Neuropsicología; pp. 6-7.
15. Departamento de biopsicología. (2004). Neurotransmisores. Universidad de Argentina John F Kennedy. Instituto de investigación y Docencia de Neuropsicología; pp. 2-4
16. Velasco, A. (1988). Compendio de psiconeurofarmacología. Ediciones Díaz de Santos; p. 22.
17. Frost M, Andersen TE, Yadav V, Brixen K, Karsenty G, Kassem M (2010). «Patients with high-bone-mass phenotype owing to Lrp5-T253I mutation have low plasma levels of serotonin». J Bone Miner Res. 25 (3): 673-5. PMID 20200960. doi:10.1002/jbmr.44.
18. Rosen CJ (2009). «Breaking into bone biology: serotonin’s secrets». Nat Med. 15 (2): 145-6. PMID 19197289. doi:10.1038/nm0209-145.
19. Trueta C, Cercós MG, (2012). «Regulación de la liberación de serotonina en distintos compartimientos neuronales». Salud Ment (México) 35 (5).
20. Lima., L. (2008). Síntesis de serotonina y presencia de hidroxilasa. Laboratorio de Neuroquímica. Instituto Venezolano de Investigación Científica; p. 12.
21. Lesurtel M. et al (2006). «Platelet-derived serotonin mediates liver regeneration». Science 312 (5770): 104-7. PMID 16601191.
22. «Serotonin, serotonergic receptors, selective serotonin reuptake inhibitors and sexual behaviour.», Olivier B, van Oorschot R, Waldinger MD.Int Clin Psychopharmacol. 1998 Jul;13 Suppl 6:S9-14.
23. «Female sexual side effects associated with selective serotonin reuptake inhibitors: a descriptive clinical study of 33 patients», Shen WW, Hsu JH.Int J Psychiatry Med. 1995;25(3):239-48.
24. «Psychotropic medications and their effects on sexual function: diagnosis, biology, and treatment approaches»,Gitlin MJ.; J Clin Psychiatry. 1994 Sep;55(9):406-13.
25. «Brain serotonin system in the coordination of food intake and body weight». Pharmacology Biochemistry and Behavior 97 (1): 84-91. 2010.
Imagen destacada. Imagen extraída de: https://ileon.eldiario.es/actualidad/vida-asi-anos-despues_1_9358046.html
Os recomiendo que leáis el glosario de neurociencia, científicos destacados y el de biología, para seguir aprendiendo más.
Que la ciencia y la fuerza os acompañe.
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