La serotonina ( / ˌ s ɛr ə ˈ t oʊ n ɪ n , ˌ s ɪər ə -/ ) [6] [7] [8] o 5-hidroxitriptamina ( 5-HT ) es un neurotransmisor monoamina . Su función biológica es compleja y abarca diversas funciones que incluyen el estado de ánimo , la cognición , la recompensa , el aprendizaje , la memoria y numerosos procesos fisiológicos como los vómitos y la vasoconstricción . [9]
La serotonina se produce en el sistema nervioso central (SNC), específicamente en los núcleos del rafe del tronco del encéfalo , las células de Merkel de la piel , las células neuroendocrinas pulmonares y las células receptoras del gusto de la lengua . Aproximadamente el 90% de la serotonina que produce el cuerpo humano se encuentra en las células enterocromafines del tracto gastrointestinal , donde regula los movimientos intestinales. [10] [11] [12] Además, se almacena en las plaquetas sanguíneas y se libera durante la agitación y la vasoconstricción, donde luego actúa como agonista de otras plaquetas. [13] Alrededor del 8% se encuentra en las plaquetas y del 1 al 2% en el SNC. [14]
La serotonina se secreta luminalmente y basolateralmente , lo que conduce a una mayor captación de serotonina por las plaquetas circulantes y a su activación después de la estimulación, lo que proporciona una mayor estimulación de las neuronas mientéricas y de la motilidad gastrointestinal . [15] El resto se sintetiza en las neuronas serotoninérgicas del SNC, donde tiene diversas funciones, incluida la regulación del estado de ánimo, el apetito y el sueño .
La serotonina secretada por las células enterocromafines finalmente sale de los tejidos y llega a la sangre. Allí es absorbido activamente por las plaquetas sanguíneas, que lo almacenan. Cuando las plaquetas se unen a un coágulo , liberan serotonina, donde puede actuar como vasoconstrictor o vasodilatador mientras regula la hemostasia y la coagulación sanguínea. En concentraciones elevadas, la serotonina actúa como vasoconstrictor contrayendo directamente el músculo liso endotelial o potenciando los efectos de otros vasoconstrictores (p. ej., angiotensina II y norepinefrina). La propiedad vasoconstrictora se observa principalmente en estados patológicos que afectan al endotelio, como la aterosclerosis o la hipertensión crónica . En estados fisiológicos normales, la vasodilatación se produce a través de la liberación de óxido nítrico mediada por serotonina de las células endoteliales y la inhibición de la liberación de norepinefrina de los nervios adrenérgicos . [16] La serotonina también es un factor de crecimiento para algunos tipos de células, lo que puede desempeñar un papel en la cicatrización de heridas. Existen varios receptores de serotonina .
Bioquímicamente, la molécula de indolamina deriva del aminoácido triptófano . La serotonina se metaboliza principalmente en ácido 5-hidroxiindolacético , principalmente en el hígado . Varias clases de antidepresivos , como los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) y los inhibidores de la recaptación de serotonina y norepinefrina (IRSN), interfieren con la reabsorción normal de serotonina una vez finalizada la transmisión de la señal, aumentando así los niveles de neurotransmisores en las sinapsis . .
Además de los mamíferos, la serotonina se encuentra en todos los animales bilaterales , incluidos gusanos e insectos, [17] así como en hongos y plantas . [18] La presencia de serotonina en los venenos de insectos y las espinas de las plantas sirve para causar dolor, que es un efecto secundario de la inyección de serotonina. [19] [20] La serotonina es producida por amebas patógenas, que causan diarrea en el intestino humano. [21] Su presencia generalizada en muchas semillas y frutos puede servir para estimular el tracto digestivo para que expulse las semillas. [22] [ verificación fallida ]
Bioquímicamente, la molécula de indoleamina deriva del aminoácido triptófano , a través de la hidroxilación (limitante de la velocidad) de la posición 5 del anillo (formando el intermedio 5-hidroxitriptófano ), y luego descarboxilación para producir serotonina. [23] Las conformaciones preferibles se definen mediante la cadena de etilamina, lo que da como resultado seis conformaciones diferentes. [24]
La serotonina cristaliza en el grupo espacial quiral P2 1 2 1 2 1 formando diferentes interacciones de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de serotonina a través de enlaces intermoleculares NH...O y OH...N. [25] La serotonina también forma varias sales, incluida la formulación farmacéutica de adipato de serotonina. [26]
La serotonina participa en numerosos procesos fisiológicos, [27] incluidos el sueño , la termorregulación , el aprendizaje y la memoria , el dolor , el comportamiento (social), [28] la actividad sexual , la alimentación, la actividad motora, el desarrollo neuronal, [29] y los ritmos biológicos . [30] En animales menos complejos, como algunos invertebrados , la serotonina regula la alimentación y otros procesos. [31] En las plantas, la síntesis de serotonina parece estar asociada con señales de estrés. [18] [32] A pesar de su prominencia de larga data en la publicidad farmacéutica, el mito de que los niveles bajos de serotonina causan depresión no está respaldado por evidencia científica. [33] [34] [35]
La serotonina actúa principalmente a través de sus receptores y sus efectos dependen de qué células y tejidos expresen estos receptores. [30]
El metabolismo implica primero la oxidación por la monoaminooxidasa al aldehído correspondiente . El paso limitante de la velocidad es la transferencia de hidruro de la serotonina al cofactor flavina. [36] Sigue la oxidación por la aldehído deshidrogenasa a ácido 5-hidroxiindolacético ( 5-HIAA ), el derivado del ácido indolacético . Este último luego se excreta por los riñones.
Los receptores 5-HT, los receptores de serotonina, están ubicados en la membrana celular de las células nerviosas y otros tipos de células en animales, y median los efectos de la serotonina como ligando endógeno y de una amplia gama de drogas farmacéuticas y psicodélicas . Excepto el receptor 5-HT 3 , un canal iónico regulado por ligando , todos los demás receptores 5-HT son receptores acoplados a proteína G (también llamados receptores siete transmembrana o heptahelicoidales) que activan una cascada de segundos mensajeros intracelulares . [37]
La acción serotoninérgica finaliza principalmente mediante la captación de 5-HT desde la sinapsis. Esto se logra a través del transportador de monoaminas específico para 5-HT, SERT , en la neurona presináptica. Varios agentes pueden inhibir la recaptación de 5-HT, incluida la cocaína , el dextrometorfano (un antitusivo ), los antidepresivos tricíclicos y los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS). Un estudio de 2006 encontró que una parte significativa del aclaramiento sináptico de 5-HT se debe a la actividad selectiva del transportador de monoaminas de la membrana plasmática (PMAT), que transporta activamente la molécula a través de la membrana y de regreso a la célula presináptica. [38]
A diferencia de la alta afinidad del SERT, el PMAT ha sido identificado como un transportador de baja afinidad, con una Km aparente de 114 micromoles/l para la serotonina, que es aproximadamente 230 veces mayor que la del SERT. Sin embargo, el PMAT, a pesar de su afinidad serotoninérgica relativamente baja, tiene una "capacidad" de transporte considerablemente mayor que el SERT, "lo que da como resultado eficiencias de absorción aproximadamente comparables a las del SERT... en sistemas de expresión heterólogos". [38] El estudio también sugiere que la administración de ISRS como fluoxetina y sertralina puede estar asociada con un efecto inhibidor sobre la actividad de PMAT cuando se usan en dosis superiores a las normales ( los valores de prueba IC 50 utilizados en los ensayos fueron 3 a 4 veces más altos que los típicos). dosis prescrita).
La serotonina también puede enviar señales a través de un mecanismo no receptor llamado serotonina, en el que la serotonina modifica las proteínas. [39] Este proceso subyace a los efectos de la serotonina sobre las células formadoras de plaquetas ( trombocitos ) en las que se vincula a la modificación de enzimas de señalización llamadas GTPasas que luego desencadenan la liberación del contenido de las vesículas mediante exocitosis . [40] Un proceso similar subyace a la liberación pancreática de insulina. [39]
Los efectos de la serotonina sobre el tono del músculo liso vascular (la función biológica que dio nombre originalmente a la serotonina) dependen de la serotonina de las proteínas implicadas en el aparato contráctil de las células musculares. [41]
Las neuronas de los núcleos del rafe son la principal fuente de liberación de 5-HT en el cerebro. [49] Hay nueve núcleos del rafe, denominados B1-B9, que contienen la mayoría de las neuronas que contienen serotonina (algunos científicos optaron por agrupar los núcleos del rafe lineales en un núcleo), todos los cuales están ubicados a lo largo de la línea media del tronco del encéfalo . y centrado en la formación reticular . [50] [51] Los axones de las neuronas de los núcleos del rafe forman un sistema de neurotransmisores que llega a casi todas las partes del sistema nervioso central. Los axones de las neuronas de los núcleos inferiores del rafe terminan en el cerebelo y la médula espinal , mientras que los axones de los núcleos superiores se extienden por todo el cerebro.
Los núcleos de serotonina también se pueden dividir en dos grupos principales, el rostral y el caudal que contienen tres y cuatro núcleos respectivamente. El grupo rostral consta de los núcleos lineales caudales (B8), los núcleos del rafe dorsal (B6 y B7) y los núcleos del rafe mediano (B5, B8 y B9), que se proyectan en múltiples estructuras corticales y subcorticales. El grupo caudal consta del núcleo del rafe mayor (B3), el núcleo del rafe oscuro (B2), el núcleo del rafe pálido (B1) y la formación reticular medular lateral, que se proyecta hacia el tronco del encéfalo. [52]
La vía serotoninérgica está involucrada en la función sensoriomotora, con vías que se proyectan tanto en áreas corticales (núcleos del rafe dorsal y medio), subcorticales y espinales involucradas en la actividad motora. La manipulación farmacológica sugiere que la actividad serotoninérgica aumenta con la actividad motora, mientras que las tasas de activación de las neuronas serotoninérgicas aumentan con estímulos visuales intensos. Los modelos animales sugieren que la señalización del kainato regula negativamente las acciones de la serotonina en la retina, con posibles implicaciones para el control del sistema visual. [53] Las proyecciones descendentes forman una vía que inhibe el dolor llamada "vía inhibidora descendente" que puede ser relevante para un trastorno como la fibromialgia, la migraña y otros trastornos del dolor, y la eficacia de los antidepresivos en ellos. [54]
Las proyecciones serotoninérgicas de los núcleos caudales participan en la regulación del estado de ánimo y las emociones, y los estados hipo [55] o hiperserotonérgicos [56] pueden estar involucrados en la depresión y el comportamiento de enfermedad.
La serotonina se libera en la sinapsis, o espacio entre las neuronas, y se difunde a lo largo de un espacio relativamente amplio (>20 nm) para activar los receptores 5-HT ubicados en las dendritas , los cuerpos celulares y las terminales presinápticas de las neuronas adyacentes.
Cuando los humanos huelen la comida, se libera dopamina para aumentar el apetito . Pero, a diferencia de los gusanos, la serotonina no aumenta el comportamiento anticipatorio en los humanos; en cambio, la serotonina liberada durante el consumo activa los receptores 5-HT2C en las células productoras de dopamina. Esto detiene la liberación de dopamina y, por tanto, la serotonina disminuye el apetito. Los medicamentos que bloquean los receptores 5-HT 2C hacen que el cuerpo sea incapaz de reconocer cuándo ya no tiene hambre o necesita nutrientes, y están asociados con el aumento de peso, [57] especialmente en personas con un número bajo de receptores. [58] La expresión de los receptores 5-HT 2C en el hipocampo sigue un ritmo diurno , [59] al igual que la liberación de serotonina en el núcleo ventromedial , que se caracteriza por un pico por la mañana, cuando la motivación para comer es más fuerte. [60]
En los macacos , los machos alfa tienen el doble de nivel de serotonina en el cerebro que los machos y las hembras subordinados (medido por la concentración de 5-HIAA en el líquido cefalorraquídeo (LCR)). El estado de dominancia y los niveles de serotonina en el LCR parecen estar correlacionados positivamente. Cuando los machos dominantes fueron eliminados de esos grupos, los machos subordinados comenzaron a competir por el dominio. Una vez que se establecieron nuevas jerarquías de dominancia, los niveles de serotonina de los nuevos individuos dominantes también aumentaron hasta duplicar los de los hombres y mujeres subordinados. Aún no se ha establecido la razón por la cual los niveles de serotonina sólo son altos en los hombres dominantes, pero no en las mujeres dominantes. [61]
En los seres humanos, los niveles de inhibición del receptor 5-HT 1A en el cerebro muestran una correlación negativa con la agresión, [62] y una mutación en el gen que codifica el receptor 5-HT 2A puede duplicar el riesgo de suicidio para aquellos con ese genotipo. [63] La serotonina en el cerebro generalmente no se degrada después de su uso, sino que las neuronas serotoninérgicas la recogen mediante transportadores de serotonina en sus superficies celulares. Los estudios han revelado que casi el 10% de la variación total en la personalidad relacionada con la ansiedad depende de variaciones en la descripción de dónde, cuándo y cuántos transportadores de serotonina deben desplegar las neuronas. [64]
La serotonina regula la función gastrointestinal (GI). El intestino está rodeado de células enterocromafines , que liberan serotonina en respuesta a los alimentos en la luz . Esto hace que el intestino se contraiga alrededor de la comida. Las plaquetas en las venas que drenan el intestino acumulan el exceso de serotonina. A menudo hay anomalías de la serotonina en los trastornos gastrointestinales como el estreñimiento y el síndrome del intestino irritable. [sesenta y cinco]
Si hay irritantes presentes en los alimentos, las células enterocromafines liberan más serotonina para hacer que el intestino se mueva más rápido, es decir, para causar diarrea, de modo que el intestino se vacía de la sustancia nociva. Si la serotonina se libera en la sangre más rápidamente de lo que las plaquetas pueden absorberla, el nivel de serotonina libre en la sangre aumenta. Esto activa los receptores 5-HT3 en la zona desencadenante de los quimiorreceptores que estimulan el vómito . [66] Por lo tanto, las drogas y las toxinas estimulan la liberación de serotonina de las células enterocromafines en la pared intestinal. Las células enterocromafines no sólo reaccionan a los malos alimentos sino que también son muy sensibles a la irradiación y a la quimioterapia contra el cáncer . Los fármacos que bloquean el 5HT3 son muy eficaces para controlar las náuseas y los vómitos producidos por el tratamiento del cáncer y se consideran el estándar de oro para este fin. [67]
El pulmón , [68] incluido el de los reptítulos, [69] contiene células epiteliales especializadas que se presentan como células solitarias o como grupos llamados cuerpos neuroepiteliales o células bronquiales de Kulchitsky o, alternativamente, células K. [70] Estas son células enterocromafines que, al igual que las del intestino, liberan serotonina. [70] Su función es probablemente la vasoconstricción durante la hipoxia . [68]
La serotonina también es producida por las células de Merkel , que forman parte del sistema somatosensorial. [71]
En ratones y humanos, se ha demostrado que las alteraciones en los niveles y la señalización de la serotonina regulan la masa ósea. [72] [73] [74] [75] Los ratones que carecen de serotonina cerebral tienen osteopenia , mientras que los ratones que carecen de serotonina intestinal tienen una alta densidad ósea. En los seres humanos, se ha demostrado que el aumento de los niveles de serotonina en sangre es un predictor negativo importante de una baja densidad ósea. La serotonina también se puede sintetizar, aunque en niveles muy bajos, en las células óseas. Media sus acciones sobre las células óseas utilizando tres receptores diferentes. A través de los receptores 5-HT 1B regula negativamente la masa ósea, mientras que lo hace positivamente a través de los receptores 5-HT 2B y los receptores 5-HT 2C . Existe un equilibrio muy delicado entre el papel fisiológico de la serotonina intestinal y su patología. El aumento del contenido extracelular de serotonina da como resultado una retransmisión compleja de señales en los osteoblastos que culmina en eventos transcripcionales dependientes de FoxO1/Creb y ATF4. [76] Tras los hallazgos de 2008 de que la serotonina intestinal regula la masa ósea, han comenzado las investigaciones mecanicistas sobre qué regula la síntesis de serotonina en el intestino en la regulación de la masa ósea. Se ha demostrado que Piezo1 detecta ARN en el intestino y transmite esta información a través de la síntesis de serotonina al hueso al actuar como un sensor de ARN monocatenario (ssRNA) que rige la producción de 5-HT. La eliminación específica del epitelio intestinal de Piezo1 de ratón alteró profundamente la peristalsis intestinal, impidió la colitis experimental y suprimió los niveles séricos de 5-HT. Debido a la deficiencia sistémica de 5-HT, la eliminación condicional de Piezo1 aumentó la formación de hueso. En particular, el ssRNA fecal se identificó como un ligando Piezo1 natural, y la síntesis de 5-HT estimulada por ssRNA en el intestino se provocó de manera independiente de MyD88/TRIF. La infusión colónica de ARNasa A suprimió la motilidad intestinal y aumentó la masa ósea. Estos hallazgos sugieren que el ssRNA intestinal es un determinante maestro de los niveles sistémicos de 5-HT, lo que indica que el eje ssRNA-Piezo1 es un posible objetivo profiláctico para el tratamiento de trastornos óseos e intestinales. Los estudios realizados en 2008, 2010 y 2019 han abierto el potencial de la investigación sobre la serotonina para tratar los trastornos de la masa ósea. [77] [78]
Dado que la serotonina indica la disponibilidad de recursos, no sorprende que afecte el desarrollo de los órganos. Muchos estudios en humanos y animales han demostrado que la nutrición en los primeros años de vida puede influir, en la edad adulta, en aspectos como la grasa corporal, los lípidos en sangre, la presión arterial, la aterosclerosis , el comportamiento, el aprendizaje y la longevidad. [79] [80] [81] Un experimento con roedores muestra que la exposición neonatal a los ISRS produce cambios persistentes en la transmisión serotoninérgica del cerebro que resultan en cambios de comportamiento, [82] [83] que se revierten con el tratamiento con antidepresivos. [84] Al tratar ratones normales y knockout que carecían del transportador de serotonina con fluoxetina, los científicos demostraron que las reacciones emocionales normales en la edad adulta, como una latencia corta para escapar de los golpes en los pies y la inclinación a explorar nuevos entornos, dependían de los transportadores de serotonina activos durante el período neonatal. [85] [86]
La serotonina humana también puede actuar directamente como factor de crecimiento . El daño hepático aumenta la expresión celular de los receptores 5-HT2A y 5-HT2B , mediando el crecimiento compensatorio del hígado (ver Hígado § Regeneración y trasplante ) [87] La serotonina presente en la sangre luego estimula el crecimiento celular para reparar el daño hepático. [88] Los receptores 5HT2B también activan los osteocitos , que forman el hueso. [89] Sin embargo, la serotonina también inhibe los osteoblastos , a través de los receptores 5-HT1B. [90]
La serotonina, además, provoca la activación de la óxido nítrico sintasa endotelial y estimula, a través de un mecanismo mediado por el receptor 5-HT1B , la fosforilación de la activación de la proteína quinasa activada por mitógenos p44/p42 en cultivos de células endoteliales aórticas bovinas. [ se necesita aclaración ] [91] En la sangre, las plaquetas recogen la serotonina del plasma, que la almacena. Por lo tanto, es activo dondequiera que las plaquetas se unan al tejido dañado, como vasoconstrictor para detener el sangrado y también como mitótico de fibrocitos (factor de crecimiento), para ayudar a la curación. [92]
Varias clases de fármacos se dirigen al sistema 5-HT, incluidos algunos antidepresivos , antipsicóticos , ansiolíticos , antieméticos y fármacos antimigrañosos , así como fármacos psicodélicos y empatógenos .
En reposo, la serotonina se almacena dentro de las vesículas de las neuronas presinápticas. Cuando es estimulada por impulsos nerviosos, la serotonina se libera como neurotransmisor en la sinapsis, uniéndose reversiblemente al receptor postsináptico para inducir un impulso nervioso en la neurona postsináptica. La serotonina también puede unirse a los autorreceptores de la neurona presináptica para regular la síntesis y liberación de serotonina. Normalmente, la serotonina regresa a la neurona presináptica para detener su acción y luego la monoaminooxidasa la reutiliza o la descompone. [93]
Las drogas psicodélicas serotoninérgicas psilocina / psilocibina , DMT , mescalina , hongos psicodélicos y LSD son agonistas , principalmente en los receptores 5HT 2A / 2C . [94] [95] [96] El empatógeno-entactógeno MDMA libera serotonina de las vesículas sinápticas de las neuronas. [97]
Los medicamentos que alteran los niveles de serotonina se utilizan para tratar la depresión , el trastorno de ansiedad generalizada y la fobia social . Los inhibidores de la monoaminooxidasa (IMAO) previenen la descomposición de los neurotransmisores monoamino (incluida la serotonina) y, por lo tanto, aumentan las concentraciones del neurotransmisor en el cerebro. La terapia con IMAO se asocia con muchas reacciones adversas a los medicamentos y los pacientes corren el riesgo de sufrir una emergencia hipertensiva provocada por alimentos con alto contenido de tiramina y ciertos medicamentos. Algunos fármacos inhiben la recaptación de serotonina, lo que hace que permanezca más tiempo en la hendidura sináptica. Los antidepresivos tricíclicos (ATC) inhiben la recaptación tanto de serotonina como de norepinefrina . Los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina ( ISRS ) más nuevos tienen menos efectos secundarios y menos interacciones con otros medicamentos. [98]
Se ha demostrado que ciertos medicamentos ISRS reducen los niveles de serotonina por debajo del valor inicial después de su uso crónico, a pesar de los aumentos iniciales. [99] El gen 5-HTTLPR codifica la cantidad de transportadores de serotonina en el cerebro, y un mayor número de transportadores de serotonina provoca una disminución de la duración y magnitud de la señalización serotoninérgica. [100] También se ha descubierto que el polimorfismo 5-HTTLPR (l/l), que provoca la formación de más transportadores de serotonina, es más resistente contra la depresión y la ansiedad. [101] [102]
Niveles extremadamente altos de serotonina pueden causar una condición conocida como síndrome serotoninérgico , con efectos tóxicos y potencialmente fatales. En la práctica, tales niveles tóxicos son esencialmente imposibles de alcanzar mediante una sobredosis de un solo fármaco antidepresivo, pero requieren una combinación de agentes serotoninérgicos, como un ISRS con un IMAO , que puede ocurrir en dosis terapéuticas. [103] [104] La intensidad de los síntomas del síndrome serotoninérgico varía en un amplio espectro y las formas más leves se observan incluso en niveles no tóxicos. [105] Se estima que el 14% de los pacientes que experimentan síndrome serotoninérgico reciben una sobredosis de ISRS; mientras tanto la tasa de letalidad se sitúa entre el 2% y el 12%. [103] [106] [107]
Algunos antagonistas de 5-HT 3 , como ondansetrón , granisetrón y tropisetrón , son agentes antieméticos importantes . Son particularmente importantes en el tratamiento de las náuseas y los vómitos que se producen durante la quimioterapia contra el cáncer con fármacos citotóxicos . Otra aplicación es en el tratamiento de náuseas y vómitos postoperatorios .
Algunos fármacos agonistas serotoninérgicos provocan fibrosis en cualquier parte del cuerpo, en particular el síndrome de fibrosis retroperitoneal , así como fibrosis de la válvula cardíaca . [108] En el pasado, tres grupos de fármacos serotoninérgicos se han relacionado epidemiológicamente con estos síndromes. Estos son los fármacos antimigrañosos vasoconstrictores serotoninérgicos ( ergotamina y metisergida ), [108] los fármacos supresores del apetito serotoninérgicos ( fenfluramina , clorfentermina y aminorex ) y ciertos agonistas dopaminérgicos antiparkinsonianos, que también estimulan los receptores serotoninérgicos 5-HT 2B . Estos incluyen la pergolida y la cabergolina , pero no la lisurida , más específica de la dopamina . [109]
Al igual que con la fenfluramina, algunos de estos medicamentos han sido retirados del mercado después de que los grupos que los tomaban mostraron un aumento estadístico de uno o más de los efectos secundarios descritos. Un ejemplo es la pergolida . El uso del fármaco estaba disminuyendo desde que en 2003 se informó que estaba asociado con la fibrosis cardíaca. [110]
Dos estudios independientes publicados en The New England Journal of Medicine en enero de 2007 implicaron a la pergolida, junto con la cabergolina , en la causa de la enfermedad cardíaca valvular . [111] [112] Como resultado de esto, la FDA eliminó la pergolida del mercado de los Estados Unidos en marzo de 2007. [113] (Dado que la cabergolina no está aprobada en los Estados Unidos para la enfermedad de Parkinson, pero sí para la hiperprolactinemia, el medicamento permanece en El tratamiento de la hiperprolactinemia requiere dosis más bajas que las de la enfermedad de Parkinson, lo que disminuye el riesgo de valvulopatías). [114]
Varias plantas contienen serotonina junto con una familia de triptaminas relacionadas que están metiladas en los grupos amino (NH 2 ) y (OH) , son N -óxidos o carecen del grupo OH. Estos compuestos llegan al cerebro, aunque una parte de ellos son metabolizados por enzimas monoaminooxidasa (principalmente MAO-A ) en el hígado. Algunos ejemplos son las plantas del género Anadenanthera que se utilizan en el rapé alucinógeno yopo . Estos compuestos están ampliamente presentes en las hojas de muchas plantas y pueden servir como elementos disuasorios para la ingestión de animales. La serotonina se encuentra en varios hongos del género Panaeolus . [115]
La serotonina es utilizada por una variedad de organismos unicelulares para diversos fines. Se ha descubierto que los ISRS son tóxicos para las algas. [116] El parásito gastrointestinal Entamoeba histolytica secreta serotonina, lo que provoca una diarrea secretora sostenida en algunas personas. [21] [117] Se ha descubierto que los pacientes infectados con E. histolytica tienen niveles séricos de serotonina muy elevados, que volvieron a la normalidad después de la resolución de la infección. [118] E. histolytica también responde a la presencia de serotonina volviéndose más virulenta. [119] Esto significa que la secreción de serotonina no solo sirve para aumentar la propagación de enteamoebas al provocar diarrea en el huésped, sino que también sirve para coordinar su comportamiento de acuerdo con su densidad de población, un fenómeno conocido como detección de quórum . Fuera del intestino de un huésped, no hay nada que las entoamebas provoquen para liberar serotonina, por lo que la concentración de serotonina es muy baja. Los niveles bajos de serotonina envían señales a las entoamebas de que están fuera del huésped y se vuelven menos virulentas para conservar energía. Cuando ingresan a un nuevo huésped, se multiplican en el intestino y se vuelven más virulentos a medida que provocan a las células enterocromafines y aumenta la concentración de serotonina.
Al secar las semillas , la producción de serotonina es una forma de eliminar la acumulación de amoníaco venenoso . El amoníaco se recoge y se coloca en la parte indol del L - triptófano , que luego es descarboxilado por la triptófano descarboxilasa para dar triptamina, que luego es hidroxilado por una citocromo P450 monooxigenasa , produciendo serotonina. [120]
Sin embargo, dado que la serotonina es un importante modulador del tracto gastrointestinal, puede producirse en los frutos de las plantas como una forma de acelerar el paso de las semillas a través del tracto digestivo, de la misma manera que muchos laxantes conocidos asociados a semillas y frutos. La serotonina se encuentra en los hongos , las frutas y las verduras . Los valores más altos de 25 a 400 mg/kg se han encontrado en nueces de los géneros nuez ( Juglans ) y nogal americano ( Carya ). Se han encontrado concentraciones de serotonina de 3 a 30 mg/kg en plátanos , piñas , plátanos , kiwis , ciruelas y tomates . Se han encontrado niveles moderados de 0,1 a 3 mg/kg en una amplia gama de vegetales analizados. [22] [18]
La serotonina es un compuesto del veneno contenido en la ortiga ( Urtica dioica ), donde causa dolor al inyectarse de la misma manera que su presencia en los venenos de insectos. [20] También se encuentra naturalmente en Paramuricea clavata , o abanico del Mar Rojo. [121]
Se han encontrado serotonina y triptófano en el chocolate con distintos contenidos de cacao. El mayor contenido de serotonina (2,93 µg/g) se encontró en el chocolate con un 85 % de cacao, y el mayor contenido de triptófano (13,27–13,34 µg/g) se encontró en un 70–85 % de cacao. No se encontró el intermediario en la síntesis de triptófano a serotonina, el 5-hidroxitriptófano. [122]
El desarrollo de las raíces de Arabidopsis thaliana es estimulado y modulado por la serotonina, de diversas formas y en distintas concentraciones. [123]
La serotonina sirve como una sustancia química de defensa de las plantas contra los hongos. Cuando se infecta con la pudrición de la corona por Fusarium ( Fusarium pseudograminearum ), el trigo ( Triticum aestivum ) aumenta considerablemente su producción de triptófano para sintetizar nueva serotonina. [124] La función de esto no se comprende bien [124] pero el trigo también produce serotonina cuando está infectado por Stagonospora nodorum , en ese caso para retardar la producción de esporas. [125] El cereal modelo Brachypodium distachyon , utilizado como sustituto en investigación del trigo y otros cereales de producción, también produce serotonina, cumaroil -serotonina y feruloil -serotonina en respuesta a F. graminearum . Esto produce un ligero efecto antimicrobiano . B. distachyon produce más serotonina (y conjugados) en respuesta al F. graminearum productor de deoxinivalenol (DON) que al no productor de DON. [126] Solanum lycopersicum produce muchos conjugados AA , incluidos varios de serotonina, en sus hojas, tallos y raíces en respuesta a la infección por Ralstonia solanacearum . [127]
La serotonina funciona como neurotransmisor en el sistema nervioso de la mayoría de los animales.
Por ejemplo, en el gusano redondo Caenorhabditis elegans , que se alimenta de bacterias, la serotonina se libera como señal en respuesta a eventos positivos, como encontrar una nueva fuente de alimento o en los animales macho encontrar una hembra con la que aparearse. [128] Cuando un gusano bien alimentado siente bacterias en su cutícula , se libera dopamina , lo que lo ralentiza; si se le priva de hambre, también se libera serotonina, lo que ralentiza aún más al animal. Este mecanismo aumenta la cantidad de tiempo que los animales pasan en presencia de alimento. [129] La serotonina liberada activa los músculos utilizados para la alimentación, mientras que la octopamina los suprime. [130] [131] La serotonina se difunde a las neuronas sensibles a la serotonina, que controlan la percepción del animal sobre la disponibilidad de nutrientes.
Si a las langostas se les inyecta serotonina, se comportan como individuos dominantes, mientras que la octopamina provoca un comportamiento subordinado . [28] Un cangrejo de río que está asustado puede girar la cola para huir, y el efecto de la serotonina en este comportamiento depende en gran medida del estatus social del animal. La serotonina inhibe la reacción de huida en los subordinados, pero la potencia en individuos socialmente dominantes o aislados. La razón de esto es que la experiencia social altera la proporción entre los receptores de serotonina (receptores 5-HT) que tienen efectos opuestos en la respuesta de lucha o huida . [ se necesita aclaración ] El efecto de los receptores 5-HT 1 predomina en los animales subordinados, mientras que los receptores 5-HT 2 predominan en los dominantes. [132]
La serotonina es un componente común de los venenos de invertebrados, glándulas salivales, tejidos nerviosos y varios otros tejidos, así como de moluscos, insectos, crustáceos, escorpiones, varios tipos de gusanos y medusas. [20] Los adultos Rhodnius prolixus ( hematófagos en los vertebrados) secretan lipocalinas en la herida durante la alimentación. En 2003 se demostró que estas lipocalinas secuestran serotonina para prevenir la vasoconstricción (y posiblemente la coagulación) en el huésped. [133]
La serotonina se conserva evolutivamente y aparece en todo el reino animal. Se observa en procesos de insectos en funciones similares a las del sistema nervioso central humano, como la memoria, el apetito, el sueño y el comportamiento. [134] [17] Algunos circuitos en los cuerpos de los hongos son serotoninérgicos. [135] (Ver ejemplo específico de Drosophila a continuación, §Dipteranos.)
El enjambre de langostas es iniciado pero no mantenido por la serotonina, [136] y la liberación se desencadena por el contacto táctil entre individuos. [137] Esto transforma la preferencia social de la aversión a un estado gregario que permite grupos coherentes. [138] [137] [136] El aprendizaje en moscas y abejas se ve afectado por la presencia de serotonina. [139] [140]
Los receptores 5-HT de los insectos tienen secuencias similares a las versiones de los vertebrados, pero se han observado diferencias farmacológicas. La respuesta a los medicamentos de los invertebrados ha sido mucho menos caracterizada que la farmacología de los mamíferos y se ha discutido el potencial de los insecticidas selectivos de especies. [141]
Las avispas y los avispones tienen serotonina en su veneno, [142] que causa dolor e inflamación [19] [20] al igual que los escorpiones . [143] [20] Pheidole dentata asume cada vez más tareas en la colonia a medida que envejece, lo que requiere que responda a más y más señales olfativas en el curso de su realización. Se demostró que esta ampliación de la respuesta olfativa va de la mano con un aumento de serotonina y dopamina , pero no con octopamina en 2006. [144]
Si las moscas se alimentan con serotonina, son más agresivas; Las moscas sin serotonina todavía muestran agresividad, pero lo hacen con mucha menos frecuencia. [145] En sus cultivos juega un papel vital en la motilidad digestiva producida por la contracción. La serotonina que actúa sobre el cultivo es exógena al propio cultivo y una investigación de 2012 sugirió que probablemente se originó en el plexo neural de la serotonina en el singanglio torácico-abdominal. [146] En 2011, se descubrió que un cuerpo de hongo serotoninérgico de Drosophila funciona en conjunto con Amnesiac para formar recuerdos. [135] En 2007, se descubrió que la serotonina promueve la agresión en los dípteros , que fue contrarrestada por el neuropéptido F, un hallazgo sorprendente dado que ambos promueven el cortejo , que suele ser similar a la agresión en la mayoría de los aspectos. [135]
La serotonina, también conocida como 5-hidroxitriptamina (5-HT), es un neurotransmisor más conocido por su participación en los trastornos del estado de ánimo en humanos. También es un neuromodulador muy presente entre vertebrados e invertebrados. [147] Se ha descubierto que la serotonina tiene asociaciones con muchos sistemas fisiológicos, como el cardiovascular, la termorregulación y las funciones conductuales, que incluyen: ritmo circadiano , apetito, comportamiento agresivo y sexual, reactividad y aprendizaje sensoriomotor y sensibilidad al dolor. [148] Se discutirá más a fondo la función de la serotonina en los sistemas neurológicos junto con comportamientos específicos entre los vertebrados que se encuentran fuertemente asociados con la serotonina. También se mencionan dos estudios de caso relevantes sobre el desarrollo de la serotonina en peces teleósteos y ratones .
En los mamíferos, el 5-HT está altamente concentrado en la sustancia negra , el área tegmental ventral y los núcleos del rafe . Las áreas menos concentradas incluyen otras regiones del cerebro y la médula espinal. [147] También se ha demostrado que las neuronas 5-HT están muy ramificadas, lo que indica que son estructuralmente prominentes para influir en múltiples áreas del SNC al mismo tiempo, aunque esta tendencia es exclusiva de los mamíferos. [148]
Los vertebrados son organismos multicelulares del filo Chordata que poseen una columna vertebral y un sistema nervioso . Esto incluye mamíferos, peces, reptiles, aves, etc. En los humanos, el sistema nervioso está compuesto por el sistema nervioso central y el periférico , y se sabe poco sobre los mecanismos específicos de los neurotransmisores en la mayoría de los demás vertebrados. Sin embargo, se sabe que si bien la serotonina está implicada en el estrés y las respuestas conductuales, también es importante en las funciones cognitivas . [147] La organización del cerebro en la mayoría de los vertebrados incluye células 5-HT en el rombencéfalo . [147] Además de esto, la 5-HT se encuentra a menudo en otras secciones del cerebro en vertebrados no placentarios, incluido el prosencéfalo basal y el pretectum . [149] Dado que la ubicación de los receptores de serotonina contribuye a las respuestas conductuales, esto sugiere que la serotonina es parte de vías específicas en vertebrados no placentarios que no están presentes en los organismos amnióticos. [150] Los peces teleósteos y los ratones son los organismos más utilizados para estudiar la conexión entre la serotonina y el comportamiento de los vertebrados. Ambos organismos muestran similitudes en el efecto de la serotonina sobre el comportamiento, pero difieren en el mecanismo por el cual se producen las respuestas.
Existen pocos estudios sobre la serotonina en perros. Un estudio informó que los valores de serotonina eran más altos al amanecer que al anochecer. [151] En otro estudio, los niveles séricos de 5-HT no parecían estar asociados con la respuesta conductual de los perros ante una situación estresante. [152] La proporción de serotonina/creatinina en orina en las perras tendió a ser mayor 4 semanas después de la cirugía. Además, la serotonina se correlacionó positivamente con el cortisol y la progesterona, pero no con la testosterona después de la ovariohisterectomía. [153]
Al igual que los vertebrados no placentarios, los peces teleósteos también poseen células 5-HT en otras secciones del cerebro, incluido el prosencéfalo basal . [149] Danio rerio (pez cebra) es una especie de pez teleósteo que se utiliza a menudo para estudiar la serotonina en el cerebro. A pesar de que se desconoce mucho sobre los sistemas serotoninérgicos en los vertebrados, se conoce su importancia para moderar el estrés y la interacción social. [154] Se plantea la hipótesis de que AVT y CRF cooperan con la serotonina en el eje hipotalámico-pituitario-interrenal. [149] Estos neuropéptidos influyen en la plasticidad del teleósteo, afectando su capacidad para cambiar y responder a su entorno. Los peces subordinados en entornos sociales muestran un aumento drástico en las concentraciones de 5-HT. [154] Los niveles altos de 5-HT influyen a largo plazo en la inhibición de la agresión en peces subordinados. [154]
Investigadores del Departamento de Farmacología y Química Médica utilizaron fármacos serotoninérgicos en ratones macho para estudiar los efectos de determinados fármacos en su comportamiento. [155] Los ratones aislados exhiben mayores niveles de comportamiento agonístico entre sí. Los resultados encontraron que los fármacos serotoninérgicos reducen la agresión en ratones aislados y al mismo tiempo aumentan la interacción social. [155] Cada uno de los tratamientos utiliza un mecanismo diferente para atacar la agresión, pero en última instancia todos tienen el mismo resultado. Si bien el estudio muestra que los fármacos serotoninérgicos se dirigen con éxito a los receptores de serotonina, no muestra detalles específicos de los mecanismos que afectan el comportamiento, ya que todos los tipos de fármacos tendieron a reducir la agresión en ratones macho aislados. [155] Los ratones agresivos mantenidos fuera del aislamiento pueden responder de manera diferente a los cambios en la recaptación de serotonina.
Al igual que en los humanos, la serotonina participa enormemente en la regulación del comportamiento en la mayoría de los demás vertebrados. Esto incluye no sólo la respuesta y los comportamientos sociales, sino también la influencia en el estado de ánimo. Los defectos en las vías de la serotonina pueden provocar variaciones intensas en el estado de ánimo, así como síntomas de trastornos del estado de ánimo, que pueden estar presentes no sólo en los humanos.
Uno de los aspectos más investigados de la interacción social en el que interviene la serotonina es la agresión. La agresión está regulada por el sistema 5-HT, ya que los niveles de serotonina pueden inducir o inhibir comportamientos agresivos, como se observa en ratones (ver sección sobre Ratones) y cangrejos. [155] Si bien esto es ampliamente aceptado, se desconoce si la serotonina interactúa directa o indirectamente con partes del cerebro que influyen en la agresión y otros comportamientos. [147] Los estudios sobre los niveles de serotonina muestran que aumentan y disminuyen drásticamente durante las interacciones sociales y, por lo general, se correlacionan con la inhibición o incitación al comportamiento agresivo. [156] Se desconoce el mecanismo exacto por el cual la serotonina influye en los comportamientos sociales, ya que las vías en el sistema 5-HT en varios vertebrados pueden diferir mucho. [147]
La serotonina es importante en las vías de respuesta ambiental, junto con otros neurotransmisores . [157] Específicamente, se ha descubierto que está involucrado en el procesamiento auditivo en entornos sociales, ya que los sistemas sensoriales primarios están conectados a las interacciones sociales. [158] La serotonina se encuentra en la estructura IC del mesencéfalo, que procesa vocalizaciones e interacciones sociales específicas y no específicas de cada especie. [158] También recibe proyecciones acústicas que transmiten señales a las regiones de procesamiento auditivo. [158] La investigación ha propuesto que la serotonina da forma a la información auditiva que recibe el CI y, por lo tanto, influye en las respuestas a los estímulos auditivos. [158] Esto puede influir en la forma en que un organismo responde a los sonidos de especies depredadoras u otras especies impactantes en su entorno, ya que la absorción de serotonina puede influir en la agresión y/o la interacción social.
Podemos describir el estado de ánimo no como específico de un estado emocional, sino como asociado con un estado emocional relativamente duradero. La asociación de la serotonina con el estado de ánimo es más conocida por diversas formas de depresión y trastornos bipolares en humanos. [148] Los trastornos causados por la actividad serotoninérgica contribuyen potencialmente a muchos síntomas de la depresión mayor, como el estado de ánimo general, la actividad, los pensamientos suicidas y la disfunción sexual y cognitiva . Los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) son una clase de medicamentos que han demostrado ser un tratamiento eficaz en el trastorno depresivo mayor y son la clase de antidepresivos más recetada. La función del ISRS es bloquear la recaptación de serotonina, haciendo que haya más serotonina disponible para ser absorbida por la neurona receptora. Los animales han sido estudiados durante décadas para comprender el comportamiento depresivo entre especies. Uno de los estudios más conocidos, la prueba de natación forzada (FST), se realizó para medir la actividad antidepresiva potencial. [148] Se colocaron ratas en un recipiente de agua ineludible, momento en el cual se comparó el tiempo que permanecieron inmóviles y el número de comportamientos activos (como chapotear o trepar) antes y después de administrar un panel de medicamentos antidepresivos. Se demostró que los antidepresivos que inhiben selectivamente la recaptación de NE reducen la inmovilidad y aumentan selectivamente la escalada sin afectar la natación. Sin embargo, los resultados de los ISRS también muestran una inmovilidad reducida pero un aumento de la natación sin afectar la escalada. Este estudio demostró la importancia de las pruebas de comportamiento para los antidepresivos, ya que pueden detectar fármacos con un efecto sobre el comportamiento central junto con componentes conductuales de las especies. [148]
En el nematodo C. elegans , el agotamiento artificial de la serotonina o el aumento de la octopamina provocan un comportamiento típico de un entorno con escasez de alimentos: C. elegans se vuelve más activo y se suprimen el apareamiento y la puesta de huevos, mientras que ocurre lo contrario si aumenta la serotonina. u octopamina está disminuida en este animal. [31] La serotonina es necesaria para el comportamiento normal de apareamiento de los machos de los nematodos, [159] y la inclinación a dejar la comida para buscar pareja. [160] La señalización serotoninérgica utilizada para adaptar el comportamiento del gusano a cambios rápidos en el medio ambiente afecta la señalización similar a la insulina y la vía de señalización TGF beta , [161] que controlan la adaptación a largo plazo.
En la mosca de la fruta , la insulina regula el azúcar en sangre y actúa como factor de crecimiento . Así, en la mosca de la fruta, las neuronas serotoninérgicas regulan el tamaño del cuerpo adulto al afectar la secreción de insulina. [162] [163] La serotonina también se ha identificado como el desencadenante del comportamiento de enjambre de langostas. [138] En los seres humanos, aunque la insulina regula el azúcar en sangre y el IGF regula el crecimiento, la serotonina controla la liberación de ambas hormonas, modulando la liberación de insulina de las células beta del páncreas mediante la serotonina de las proteínas de señalización GTPasa. [39] La exposición a los ISRS durante el embarazo reduce el crecimiento fetal. [164]
Los gusanos C. elegans genéticamente alterados que carecen de serotonina tienen una mayor vida reproductiva, pueden volverse obesos y, a veces, presentan un desarrollo detenido en un estado larvario inactivo . [165] [166]
Se sabe que la serotonina regula el envejecimiento, el aprendizaje y la memoria. La primera evidencia proviene del estudio de la longevidad en C. elegans . [161] Durante la fase temprana del envejecimiento [ vago ] , el nivel de serotonina aumenta, lo que altera los comportamientos locomotores y la memoria asociativa. [167] El efecto se restablece mediante mutaciones y fármacos (incluidas la mianserina y la metiotepina ) que inhiben los receptores de serotonina . La observación no contradice la idea de que el nivel de serotonina disminuye en los mamíferos y los humanos, lo que normalmente se observa en la fase tardía, pero no temprana [ vaga ] del envejecimiento.
En animales y humanos, la serotonina se sintetiza a partir del aminoácido L - triptófano mediante una ruta metabólica corta que consta de dos enzimas , la triptófano hidroxilasa (TPH) y el aminoácido aromático descarboxilasa (DDC), y la coenzima piridoxal fosfato . La reacción mediada por TPH es el paso limitante de la velocidad en la vía. Se ha demostrado que TPH existe en dos formas: TPH1 , que se encuentra en varios tejidos , y TPH2 , que es una isoforma específica de neuronas . [168]
La serotonina se puede sintetizar a partir de triptófano en el laboratorio utilizando Aspergillus niger y Psilocybe coprophila como catalizadores. La primera fase del 5-hidroxitriptófano requeriría dejar reposar el triptófano en etanol y agua durante 7 días, luego mezclar suficiente HCl (u otro ácido) para llevar el pH a 3 y luego agregar NaOH para obtener un pH de 13 durante 1 hora. . Aspergillus niger sería el catalizador de esta primera fase. La segunda fase para sintetizar el triptófano a partir del intermedio 5-hidroxitriptófano requeriría agregar etanol y agua, y dejarlo reposar durante 30 días esta vez. Los siguientes dos pasos serían los mismos que los de la primera fase: agregar HCl para hacer que el pH sea = 3 y luego agregar NaOH para hacer que el pH sea muy básico a 13 durante 1 hora. Esta fase utiliza Psilocybe coprophila como catalizador de la reacción. [169]
La serotonina tomada por vía oral no pasa a las vías serotoninérgicas del sistema nervioso central porque no cruza la barrera hematoencefálica . [9] Sin embargo, el triptófano y su metabolito 5-hidroxitriptófano (5-HTP), a partir del cual se sintetiza la serotonina, cruzan la barrera hematoencefálica. Estos agentes están disponibles como suplementos dietéticos y en diversos alimentos, y pueden ser agentes serotoninérgicos eficaces. Un producto de la degradación de la serotonina es el ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA), que se excreta en la orina . A veces, ciertos tumores o cánceres producen serotonina y 5-HIAA en cantidades excesivas , y los niveles de estas sustancias se pueden medir en la orina para detectar estos tumores.
El óxido de indio y estaño se recomienda como material de electrodo en la investigación electroquímica de concentraciones producidas, detectadas o consumidas por microbios . [170] En 1994 se desarrolló una técnica de espectrometría de masas para medir el peso molecular de las serotoninas tanto naturales como sintéticas. [171]
Los fisiólogos sabían desde hacía más de un siglo que aparece un material vasoconstrictor en el suero cuando se permite que la sangre coagule. [172] En 1935, el italiano Vittorio Erspamer demostró que un extracto de células enterocromafines hacía que los intestinos se contrajeran. Algunos creían que contenía adrenalina , pero dos años más tarde, Erspamer pudo demostrar que se trataba de una amina hasta entonces desconocida , a la que llamó "enteramina". [173] [174] En 1948, Maurice M. Rapport , Arda Green e Irvine Page de la Clínica Cleveland descubrieron una sustancia vasoconstrictora en el suero sanguíneo y, como era un agente sérico que afectaba el tono vascular, la llamaron serotonina. [175]
En 1952, se demostró que la enteramina era la misma sustancia que la serotonina y, a medida que se dilucidaba la amplia gama de funciones fisiológicas, la abreviatura 5-HT del nombre químico propio 5-hidroxitriptamina se convirtió en el nombre preferido en el campo farmacológico. [176] Los sinónimos de serotonina incluyen: 5-hidroxitriptamina, trombotina, enteramina, sustancia DS y 3-(β-aminoetil)-5-hidroxiindol. [177] En 1953, Betty Twarog y Page descubrieron la serotonina en el sistema nervioso central. [178] Page consideró el trabajo de Erspamer sobre Octopus vulgaris , Discoglossus pictus , Hexaplex trunculus , Bolinus brandaris , Sepia , Mytilus y Ostrea como válido y fundamental para comprender esta sustancia recientemente identificada, pero consideró sus resultados anteriores en varios modelos, especialmente aquellos de ratas. sangre: estar demasiado confundido por la presencia de otras sustancias químicas bioactivas, incluidos algunos otros vasoactivos. [179]
En 1964, Dahlstrom y Fuxe (discutido en [2]), utilizando la técnica de histofluorescencia de Falck-Hillarp , observaron que la mayoría del soma serotoninérgico se encuentra en grupos de cuerpos celulares, que anteriormente habían sido designados como núcleos de Raphe.
La octopamina y la serotonina regulan la actividad de las neuronas M3 que dirigen la contracción de la faringe durante la alimentación
de C. elegans
... Remojar
Meloidogyne
J2 en dsRNA en presencia de... resorcinol más serotonina dio como resultado la absorción de soluciones y el silenciamiento de genes expresado en el intestino y las glándulas esofágicas.
pag.
231.
El cambio en el número de varios neurotransmisores potenciales... como la serotonina... puede desempeñar un papel importante en la remodelación del SNC durante el cambio de fase (26, 56, 80).
pag.
233,
En la langosta
S. gregaria
, la cantidad de serotonina en los ganglios torácicos se correlacionó positivamente con el grado de comportamiento gregario inducido por diferentes períodos de hacinamiento.
Una serie de experimentos farmacológicos y conductuales demostraron que la serotonina desempeña un papel clave en la inducción de la gregarización conductual inicial (2, 80).
Sin embargo, la serotonina no es responsable de mantener el comportamiento gregario porque su cantidad en las langostas gregarias de larga duración es menos de la mitad que en las langostas solitarias de larga duración (80).
En
L. migratoria
, la inyección de serotonina también puede iniciar ligeramente un comportamiento gregario, pero la serotonina, cuando acompaña al tratamiento de hacinamiento, induce un comportamiento más solitario que la inyección de serotonina sola (48).
No se encontraron diferencias significativas en los niveles de serotonina en los tejidos cerebrales entre las dos fases de
L. migratoria
.
Un informe reciente de Tanaka y Nishide (97) midió el comportamiento de atracción/evitación en
S. gregaria
después de inyecciones únicas y múltiples de serotonina en diferentes concentraciones.
La serotonina tuvo sólo un efecto a corto plazo sobre el nivel de algunas actividades locomotoras y no participó en el control del comportamiento gregario (97).
Además, no está claro cómo influye el neurotransmisor en este comportamiento único, porque un modelo de regresión logística binaria utilizado en estos estudios para el ensayo de comportamiento se centró principalmente en un solo parámetro de comportamiento que representa un estado de fase general.
Obviamente, el cambio de fase de comportamiento podría implicar mecanismos reguladores alternativos en diferentes especies de langostas.
Por lo tanto, estos estudios demuestran que los mecanismos reguladores del SNC que gobiernan el inicio y el mantenimiento del cambio de fase son específicos de cada especie e implican interacciones entre estos neurotransmisores.
Dadas las funciones clave de la señalización aminérgica, ¿cuáles son las vías posteriores implicadas en el establecimiento de la memoria a largo plazo?
Ott y col.
(63) investigaron el papel de la [] proteína quinasa [] en el cambio de fase en
S. gregaria
: ... proteína quinasa A dependiente de AMPc (PKA). Mediante el uso de intervención farmacológica y de ARNi, estos autores han demostrado que la PKA... tiene un papel fundamental en la modulación de la propensión de las langostas a adquirir y expresar un comportamiento gregario. ... Desafortunadamente, aunque se planteó la hipótesis de una correlación entre la serotonina y la PKA, no se proporcionó evidencia directa.
...la gregarización es evocada por... estimulación táctil... Los estímulos táctiles desencadenan el aumento de aminas biogénicas, particularmente serotonina, en el sistema nervioso de las langostas (1, 116);
Estas aminas desempeñan un papel fundamental en la neurofisiología del cambio de fase del comportamiento de las langostas.
Tabla 1
Los picos de potencial respectivos para diversas biomoléculas electroactivas que son producidas o consumidas por microbios reportados en la literatura
a
... Serotonina |
Óxido de indio y estaño |
+0,67 |
66
