Серотонин

     Серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-HT) играет две важные роли в организме человека — центральную и периферическую — в зависимости от расположения пулов 5-HT по обе стороны гематоэнцефалического барьера. В центральной нервной системе он действует как нейротрансмиттер, контролируя такие функции мозга, как активность вегетативных нейронов, реакцию на стресс, температуру тела, сон, настроение и аппетит. Эта роль очень важна в интенсивной терапии, поскольку у пациентов в критическом состоянии часто используются несколько серотонинергических агентов, таких как опиоиды, противорвотные средства и антидепрессанты. Высокий уровень серотонина приводит к измененному психическому статусу, делирию, ригидности и миоклонии, которые вместе обозначаются как "синдром серотонина".  В своей роли периферического гормона серотонин уникален тем, что контролирует функции нескольких органов. В желудочно-кишечном тракте важен для регуляции моторной и секреторной функций. Помимо перистальтики кишечника, энергетический обмен регулируется как центральной, так и периферической передачей серотонина. Он также оказывает фундаментальное влияние на гемостаз, тонус сосудов, частоту сердечных сокращений, дыхательную активность, рост клеток и иммунитет. Серотонин регулирует почти все иммунные клетки в ответ на воспаление после активации тромбоцитов.

Иммунная система

   Серотонин влияет на развитие синдрома системной воспалительной реакции (SIRS)..Кроме того, он влияет на сердечно-сосудистую и дыхательную функции, контролирует функцию тромбоцитов и гемостаз. Как важная сигнальная молекула желудочно-кишечного тракта, серотонин выполняет ряд разнообразных функций в метаболизме, включая влияние на двигательные и сенсорные функции посредством воздействия на микробиом, а также на контроль энергетического баланса. 

   Стимуляция 5-НТ усиливает продукцию гамма-интерферона натуральными клетками-киллерами (NK), стимулирует цитотоксичность и важна для противовирусной активности. Те, кто принимает селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС), имеют большее количество натуральных киллеров (NК)

Ось "кишечник - мозг"

     Эфференты блуждающего нерва обладают иммунодепрессивным эффектом, известным как холинергический противовоспалительный путь. Стимуляция VN (например, с помощью физических упражнений, питания и парасимпатомиметической терапии) может купировать патологические состояния, связанные с дисбалансом вегетативной нервной системы (ВНС), включая воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, понимание влияния 5-НТ на воспаление и другие нейротрансмиттеры потенциально может быть полезным для модулирования двигательных и сенсорных функций желудочно-кишечного тракта, особенно у пациентов в критическом состоянии. Это особенно интересно, учитывая, что у этих пациентов кишечный микробиом, а также имеют место перекрестные помехи кишечник - мозг - микробиом (например, из-за действия антибиотиков, вазопрессоров и парентерального питания).

Метаболизм

   И периферическая, и центральная передача сигналов серотонина необходимы для поддержания энергетического баланса. Специфические рецепторы серотонина модулируют определенные области мозга. Серотониновые нейроны ствола головного мозга имеют проекции, восходящие к корковому, лимбическому, среднему и заднему мозгу. Серотонинергические нейроны модулируют почти каждое поведение человека, включая аппетит, настроение и прием пищи, а также влияют на энергетический баланс. Каждое поведение регулируется несколькими рецепторами серотонина в разных областях мозга . 

  Гипоталамус играет ключевую роль в передаче сигналов энергетического баланса, и, поскольку эта лимбическая область имеет пористый гематоэнцефалический барьер, он может воспринимать широкий спектр циркулирующих питательных веществ и гормонов. Таким образом, он находится в идеальном положении для восприятия афферентных сигналов, передаваемых через VN от желудочно-кишечного тракта и других внутренних органов. Гипоталамус также получает важную информацию от обонятельной коры и других ядер ствола мозга (ядер шва). Кроме того, гипоталамус, по-видимому, имеет два локуса с противоположным влиянием на поведение — центр насыщения, расположенный медиально, и центр голодания, расположенный латерально. Поражение в медиальной части приводит к гиперфагии и ожирению, тогда как поражение в латеральной части вызывает гипофагию. 

     Фармакологические или генетические манипуляции с некоторыми рецепторами серотонина могут вызывать либо орексигенные эффекты, ведущие к ожирению, либо наоборот, т. е. они могут быть анорексигенные. 5-HTR2C представляет собой рецептор с доказанным анорексигенным действием. Мыши с нокаутом 5-HTR2C обычно страдают ожирением. Нарушение РНК 5-HTR2C вызывает патологическое ожирение из-за гиперфагии (отсутствие насыщения) вместе с когнитивными нарушениями и низким ростом при синдроме Прадера-Вилли. Рецептор 5-HTR2C влияет на частоту приема пищи, а рецептор серотонина 5-HTR1B в дугообразном ядре влияет на продолжительность приема пищи. Однако эта роль не ограничивается одними рецепторами серотонина. Проопиомеланокортин (РОМС) и его рецепторы, расположенные в аркуатном ядре, также играют значительную роль в энергетическом обмене. В то время как основной функцией этой системы является аноректическая, эффект другой группы нейронов дугообразного ядра является орексигенным, поскольку они продуцируют гамма-аминомасляную кислоту (GABA), нейропептид Y (NPY) и агути-родственный пептид (AgRP), которые могут ингибировать POMC. Вне гипоталамический рецептор серотонина 5-HTR6 в полосатом теле вызывает орексигенное поведение. Однако сеть нейронов и их взаимодействия очень сложны и могут иметь противоположные эффекты.