Серотонин в сыворотке крови

Влияние серотонина на обмен веществ

При шоке значительно увеличивается содержание серотонина во всех органах, при этом нарушается обмен амина и увеличивается содержание его метаболитов.

Механизмы увеличения содержания серотонина и гистамина в тканях

Серотонин влияет на различные виды обмена веществ, но главным образом - на биоэнергетические процессы, существенно нарушающиеся при шоке. Серотонин вызывает следующие изменения углеводного обмена: увеличение активности фосфорилаз печени, миокарда и скелетных мышц, снижение содержания в них гликогена, гипергликемию, стимуляцию гликолиза, глюконеогенеза и окисление глюкозы в пентозофосфатном цикле.

Серотонин способствует повышению напряжения кислорода в крови и его потребления тканями. В зависимости от концентрации он либо угнетает дыхание и окислительное фосфорилирование в митохондриях сердца и мозга, либо стимулирует их. Значительное (в 2-20 раз) увеличение содержания серотонина в тканях приводит к снижению интенсивности окислительных процессов. В ряде органов (почки и печень), биоэнергетические процессы в которых наиболее нарушены при шоке, содержание серотонина увеличено особенно значительно (в 16-24 раза). Содержание серотонина в головном мозге увеличено в меньшей мере (2-4 раза) и энергетические процессы в нем длительное время остаются на высоком уровне. Влияние серотонина на активность отдельных звеньев системы дыхательной цепи при шоке неодинаково в различных органах. Если в головном мозге он увеличивает активность НАДН2 и снижает активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ), то в печени - увеличивает активность СДГ и цитохромоксидазы. Механизм активации ферментов объясняется влиянием серотонина на аденилатциклазу с последующим образованием цАМФ из АТФ. Полагают, что цАМФ является внутриклеточным посредником действия серотонина. Содержание серотонина в тканях коррелирует с уровнем активности энергетических ферментов (особенно с СДГ и АТФ-азой печени). Активация СДГ серотонином при шоке носит компенсаторный характер. Однако чрезмерное накопление серотонина приводит к тому, что характер этой связи становится обратным, при этом активность СДГ понижается. Ограничение использования янтарной кислоты в качестве продукта окисления значительно обедняет энергетические возможности почек при шоке. По мере развития шока проявляется связь между количеством серотонина в почках и активностью ЛДГ, это свидетельствует о переключении активирующего влияния серотонина с использования сукцината (в физиологических условиях) на потребление лактата в связи с ингибицией СДГ, что является приспособительной реакцией.

Кроме того, серотонин влияет на содержание и обмен пуриновых нуклеотидов, повышение уровня которых в митохондриях стимулирует скорость оборота АТФ. Серотонин образует с АТФ обратимо диссоциирующий мицеллярный комплекс. Снижение содержания серотонина в клетках коррелирует со снижением уровня АТФ в них.

Накопление серотонина при шоке в определенной мере связано с изменением содержания АТФ. При этом не исключено наличие и других форм связи внутриклеточного серотонина с белками, липидами, полисахаридами и двухвалентными катионами, уровень которых в тканях при шоке также изменяется.

Участие серотонина во внутриклеточных энергетических процессах заключается не только в образовайии энергии, но и в освобождении ее с участием гидролаз АТФ. Серотонин активирует Mg-АТФ-азу. Увеличение активности АТФ-азы митохондрий печени при шоке также может быть результатом повышенного содержания серотонина.

Таким образом, накопление серотонина в тканях организма при шоке может активно влиять на обмен углеводов в гликолитическом и пентозном циклах, дыхание и сопряженное с ним фосфорилирование, кумулирование и использование энергии в клетках. Молекулярный механизм действия серотонина опосредован перемещением ионов по мембране.

[9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]

Влияние серотонина на функции органов

Действие серотонина на системном уровне заключается в его специфическом влиянии на функциональное состояние многих органов. Внутрижелудочковое введение серотонина в дозах, близких к шоковым, и внутривенное введение b-окситриптофана (легко проникающего через гемато-энцефалический барьер и превращающегося в мозге в серотонин) вызывает фазные изменения биоэлектрической активности мозга, характерные для реакции активации в коре, гипоталамусе и мезэнцефалической ретикулярной формации. Аналогичные изменения в головном мозге установлены в динамике развития шока, что косвенно свидетельствует о существенной роли серотонина в изменении функции ЦНС при шоке. Серотонин участвует в возникновении мембранного потенциала и организации синаптической передачи нервных импульсов. Адаптация организма к экстремальному воздействию сопровождается увеличением содержания серотонина в мозге за счет увеличения мощности серотонинергических нейронов. Увеличение содержания серотонина в гипоталамусе активирует нейросекрецию и усиливает функцию гипофиза. Однако значительное накопление серотонина в мозге может играть важную роль в развитии его отека.

Существенно выражено многоплановое действие серотонина на сердечно-сосудистую систему. Большие его дозы (10 мг и более) вызывают остановку сердца у разных видов экспериментальных животных. Непосредственное воздействие серотонина на миокард вызывает системную и коронарнуо гипертензию, а также резкие нарушения кровообращения в сердечной мышце, сопровождающиеся ее некрозом («серотониновый» инфаркт). При этом изменения окислительного и углеводно-фосфорного обмена миокарда близки к тем, которые имеют место при нарушениях венечного кровообращения. На ЭКГ при шоке отмечаются весьма существенные изменения: учащение с последующим замедлением ЧСС, экстрасистолия, постепенный сдвиг электрической оси сердца влево и деформация желудочкового комплекса, что может быть результатом расстройств коронарного кровообращения.

Влияние серотонина на АД зависит как от скорости, дозы и способа его введения, так и от вида экспериментальных животных. Так, у кошек, кроликов и крыс внутривенное введение серотонина вызывает в большинстве случаев гипотензию. У людей и собак он инициирует фазные изменения: короткую гипотензию, сменяющуюся гипертензией и последующей гипотензией. Сонная артерия высокочувствительна даже к небольшим дозам серотонина. Предполагается наличие двух видов рецепторов, через которые осуществляется прессорный и депрессорный эффект серотонина, опосредованный парасимпатической нервной системой и каротидным клубочком. Внутривенное введение серотонина в дозе, приблизительно соответствующей его содержанию в объеме циркулирующей крови при шоке, вызывает снижение системного АД, МОК и ОПС. Снижение количества серотонина в стенке кишечника и тканях легких связано, вероятно, с мобилизацией этого амина из депо. Действие серотонина на органы дыхания может осуществляться как местно, так и рефлекторно, при этом у крыс возникает бронхиолоспазм и учащение дыхания.

Почки содержат небольшое количество серотонина, но его метаболизм значительно изменяется при их ишемии. Большие дозы серотонина вызывают стойкий патологический спазм сосудов, ишемию, очаги некроза в корковом слое, запустевание, дегенерацию и некроз канальцевого аппарата. Подобная морфологическая картина напоминает микроскопическое изменение почек при шоке. Значительное (в 10-20 раз) и стойкое увеличение уровня серотонина в ткани почек при шоке может обусловить длительный спазм их сосудов. Особенно высокий уровень серотонина отмечается в период дизурических расстройств. При острой почечной недостаточности концентрация серотонина в крови повышена в стадии олигурии и анурии, начинает снижаться в период восстановления диуреза и нормализуется в фазу полиурии, а при выздоровлении становится ниже физиологических значений. Серотонин снижает почечный плазмоток, скорость клубочковой фильтрации, диурез, выделение натрия и хлоридов с мочой. Механизм этих нарушений обусловлен снижением внутриклубочкового гидростатического давления и фильтрации, а также повышением осмотического градиента содержания натрия в мозговом веществе и дистальных отделах канальцев, что приводит к увеличению реабсорбции. Серотонин имеет важное значение в механизме почечной недостаточности при шоке.

Таким образом, умеренное накопление серотонина в головном мозге и центральный эффект его при шоке может оказаться полезным, особенно в плане активации ГГАС. Активация серотонином энергетических ферментов также должна расцениваться как позитивное, компенсаторное явление при шоке. Однако чрезмерно высокое накопление серотонина в миокарде и почках создает возможность прямого избыточного влияния амина на коронарное и почечное кровообращение, нарушения его обмена и возникновения сердечной и почечной недостаточности.

[16], [17], [18], [19], [20]