Sommario
La serotonina è conosciuta come l’ormone della felicità, ma non a tutti è noto il suo ruolo nel metabolismo. Si tratta di una molecola prodotta dalle cellule del sistema nervoso centrale e dell’apparato gastrointestinale. La sua funzione principale è quella di regolare la comunicazione degli impulsi tra le cellule dei vari tessuti: è una molecola – segnale (neurotrasmettitore).
Oltre ad essere coinvolta nella regolazione del tono dell’umore, è necessaria per il corretto funzionamento di numerose attività biologiche. Infatti, coordina i meccanismi di attacco/fuga e del ciclo sonno/veglia.
Inoltre, controlla il senso della fame, del piacere e regola molte altre funzioni metaboliche.
Viene sintetizzata a partire dal triptofano, un aminoacido essenziale che l’organismo deve assumere con la dieta. Quindi, la scelta degli alimenti è un fattore importante per assicurare all’organismo la possibilità di produrre serotonina, la molecola del buon umore.
Questo appellativo è dovuto al fatto che carenze di questo ormone possono portare scompensi a livello del sistema nervoso centrale, con alterazioni del tono dell’umore e sintomi depressivi.
Alcune tipologie di farmaci possono interferire con il suo metabolismo, aumentandone la sintesi, bloccando la sua attività, o mediante altri meccanismi di regolazione che sono approfonditi in questo articolo.
Serotonina: che cos’è
E’ un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nella regolazione del tono dell’umore; per questo motivo è meglio conosciuta come “ormone della felicità”, “molecola del benessere”, o “del buonumore”.
Tuttavia, la sua attività non è limitata a questo compito.
Infatti, è coinvolta nella regolazione di numerose funzioni biologiche, tra cui:
- sonno.
- Memoria.
- Appetito.
- Senso del dolore o del piacere.
Viene naturalmente prodotta dal nostro organismo e la sua secrezione può essere regolata da alcuni fattori come sport, sole e alimentazione.
Serotonina: chimica
La serotonina (5-idrossitriptamina, 5-HT) è un neurotrasmettitore con formula molecolare C10H12N2O.
In chimica è inserita nella classe delle triptammine, ossia molecole alcaloidi contenenti nella propria struttura molecolare un anello indolico, a sua volta formato dalla condensazione tra un anello benzenico e uno pirrolico.
Viene sintetizzata a partire dal triptofano, un aminoacido essenziale che, per definizione, deve essere assunto attraverso l’alimentazione.
Sintesi e degradazione
La sua sintesi e la sua degradazione avvengono ad opera di tre specifici enzimi (molecole che agevolano il decorso delle reazioni chimiche).
- Triptofano idrossilasi, che catalizza la conversione di L-Triptofano in L-5- idrossitriptofano, ossia aggiunge un gruppo OH sull’anello dell’aminoacido.
- Decarbossilasi degli aminoacidi aromatici che, con l’aiuto della vitamina B6 (cofattore enzimatico), rimuove il gruppo carbossilico per sostituirlo con un atomo di idrogeno (decarbossilazione), formando la 5-irossi-triptamina (5-HT), meglio conosciuta con il nome di “serotonina”.
- La MAO, monoaminossidasi, è l’enzima responsabile della degradazione della serotonina. La trasforma in acido 5-idrossiindoloacetico, che verrà eliminato dall’organismo attraverso le vie urinarie. Una volta avvenuta la trasmissione dell’impulso, la serotonina deve essere rimossa dal vallo sinaptico (spazio di comunicazione tra due cellule nervose). Se ciò non avvenisse, infatti, le cellule neurali continuerebbero ad essere stimolate a generare l’impulso e sarebbero quindi meno sensibili ad una successiva stimolazione.
Metabolismo della serotonina
La serotonina viene prodotta dai neuroni serotoninergici del sistema nervoso centrale e dalle cellule enterocromaffini dell’apparato gastrointestinale, ma è presente in quantità elevate anche nel sangue.
Sistema nervoso centrale
La serotonina viene prodotta da una porzione di cellule raggruppate in strutture chiamate nuclei del rafe. Tali nuclei si trovano nel tronco cerebrale, nel mesencefalo e si estendono fino al midollo spinale.
Sistema gastro-intestinale
Particolari cellule presenti nella parete gastrica e nel primo tratto intestinale, dette cellule enterocromaffini, sono in grado di secernere serotonina.
Tali cellule possiedono questa funzione grazie alla loro origine: Infatti, sono cellule derivate dalla cresta neurale dell’embrione. Il loro ruolo è quello di coordinare la motilità del sistema digerente e le secrezioni gastriche.
Sangue
E’ prodotta dalle cellule gastrointestinali entra nel circolo sistemico. Qui intervengono le piastrine, che la accumulano al loro interno per poterla utilizzare al bisogno.
Come avviene la trasmissione dell’impulso?
La serotonina agisce a livello del sistema nervoso centrale, con ruolo di messaggero chimico nella trasmissione dell’impulso nervoso. Svolge la sua azione a livello delle sinapsi, la regione in cui avviene la comunicazione tra neuroni.
La serotonina è contenuta nelle cellule neurali all’interno di vescicole. Il neurone che deve trasmettere l’impulso (a monte) la libera nel vallo sinaptico attraverso un meccanismo di estrusione detto esocitosi.
Raggiunto il vallo sinaptico, la serotonina viene riconosciuta dai recettori di membrana presenti sul neurone ricevente (a valle) e procede con la trasmissione dell’impulso nervoso.
Le cellule neurali però fanno economia! Una volta terminato il suo compito, la serotonina può essere riassorbita dal neurone che l’aveva liberata (a monte), attraverso recettori specifici, detti recettori presinaptici.
In questo modo, la serotonina potrà essere nuovamente disponibile e verrà liberata rapidamente ad una seconda stimolazione.
Recettori della serotonina
I recettori sono strutture molecolari solitamente di natura proteica, adibite al riconoscimento di particolari messaggeri chimici (ligandi). I recettori della serotonina si ritrovano sulla membrana delle cellule del sistema nervoso centrale e periferico, e in altri tipi di cellule.
A seconda della natura delle molecole coinvolte, il legame del ligando con il suo recettore attiva diverse vie di segnalazione cellulare.
La serotonina può essere riconosciuta da 4 tipologie di recettori:
- Accoppiati a proteine G i/o (5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F).
- Accoppiati a proteine G q/11 (5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C).
- Recettori canale (5-HT3).
- Accoppiati a proteine GS (5-HT4, 5-HT5A, 5-HT5B, 5-HT6, 5-HT7).
Effetti della serotonina sull’organismo
La porzione di cellule neurali che utilizza la serotonina come messaggero per la trasmissione dell’impulso è detto sistema nervoso serotoninergico. Questo è coinvolto in importanti funzioni metaboliche, come la regolazione del:
- tono dell’umore
- Ritmo sonno/veglia.
- Funzioni cognitive.
La serotonina a livello dei vari tessuti è in grado di esercitare vari effetti fisiologici.
Apparato gastrointestinale: stimola la peristalsi intestinale
Le cellule enterocromaffini della parete gastrointestinale producono serotonina per facilitare i processi digestivi.
Infatti, questo ormone è in grado di stimolare la peristalsi intestinale (movimenti oscillatori della muscolatura liscia delle pareti intestinali), facilitando l’escrezione delle feci.
Un’alterata produzione di serotonina a livello gastrointestinale può produrre episodi di stitichezza (per difetto di tale ormone), o diarrea (per eccesso).
Sistema cardiovascolare: controlla la pressione arteriosa
Nel sangue, la serotonina può trovarsi sia nel plasma che all’interno delle piastrine.
La sua presenza contribuisce al controllo della pressione sanguigna. Infatti, esercita un’azione vasodilatatoria sulle pareti delle arterie, riducendo il rischio di ipertensione.
Invece, in seguito a lesioni dell’endotelio, è in grado di facilitare i meccanismi di aggregazione piastrinica (attività vasocostrittrice), che permettono la rimarginazione delle ferite.
Sistema nervoso: regola i ritmi circadiani
L’alternanza tra sonno e veglia è finemente regolata da una serie di ormoni che il nostro organismo produce in funzione della presenza di luce/buio (ritmo circadiano).
Tra questi, il più importante è la melatonina, che facilita il sonno. La serotonina è uno dei precursori della melatonina, pertanto, la sua presenza è in grado di regolare il passaggio tra il sonno e la veglia.
Modula il senso di fame/sazietà
Una corretta produzione di serotonina permette di raggiungere un normale senso di sazietà in seguito ai pasti. Invece, carenze di serotonina invogliano al consumo di alimenti ricchi di zuccheri e sono spesso responsabili della fame bulimica.
Stabilizza il tono dell’umore
La sua attività a livello delle sinapsi neurali attiva il senso del piacere.
Non per niente la serotonina è conosciuta come l’ormone della felicità. Infatti, deficit di serotonina sono responsabili dell’insorgenza di:
- stati d’ansia.
- Depressione.
- Abbassamento del tono dell’umore.
Facilita memoria e apprendimento
La serotonina ha attività neurotrofica, ossia svolge un’azione protettiva nei confronti delle cellule nervose.
Infatti, una ripetuta stimolazione dei neuroni consente di mantenerli attivi e facilita la formazione di nuove sinapsi. Questo facilita i processi di apprendimento e di memoria.
Invece, l’inattività neurale porta queste cellule ad una graduale perdita di funzione. Infatti, alcune patologie neurodegenerative, come l’Alzheimer, sono associate a bassi livelli di serotonina.
Stimola il desiderio sessuale
In quanto ormone regolatore del senso del piacere, la serotonina è anche coinvolta nella modulazione del desiderio sessuale. Infatti, stimola la libido e i comportamenti sociali.
Riduce la percezione del dolore
Le terminazioni nervose che consentono di percepire il dolore sono chiamate “terminazioni nocicettive”. La serotonina interagisce con queste strutture sensoriali, riducendo la percezione del dolore.
Eccessi e carenze di serotonina: sintomi
Eccesso
Un eccesso di serotonina è correlato all’insorgenza della sindrome serotoninergica.
Tale condizione può verificarsi in caso di assunzione prolungata di farmaci antidepressivi (come il Prozac), o di alcune sostanze stupefacenti (come ecstasy e cocaina), che sono in grado di aumentare il rilascio di serotonina.
Nella sindrome serotoninergica si assiste alla presenza di sintomi più o meno gravi:
- nausea.
- Vomito.
- Diarrea.
- Mal di testa.
- Alterazione dello stato mentale (confusione, disturbi comportamentali, agitazione, allucinazioni).
- Eccesso di sudorazione con brividi.
- Tachicardia.
- Spasmi muscolari.
Se si stanno assumendo farmaci antidepressivi, in presenza di almeno 3 di tali sintomi, è consigliato rivolgersi al proprio medico per valutare la sospensione, o il cambio di terapia farmacologica.
Carenza di serotonina
Bassi livelli di serotonina sono alla base di alterazioni di:
- tono dell’umore
- Mal di testa.
- Deficit di attenzione.
- Stati d’ansia.
- Depressione.
- Attacchi di panico.
Nei casi più gravi, carenze di serotonina possono portare allo sviluppo di fibromialgia. Tale condizione patologica si caratterizza per la presenza di:
- dolore muscolare.
- Rigidità
- Difficoltà nei movimenti.
Serotonina e test del 5-HIAA: importanza clinica
La serotonina viene metabolizzata nel fegato ed i suoi prodotti di scarto vengono eliminati con le urine. Tra i principali metaboliti c’è l’acido 5-idrossi-indolacetico (5-HIAA).
L’analisi delle urine permette di eseguire un’analisi quantitativa di questo metabolita.
Sebbene ciò non dia indicazioni precise su eventuali deficit di serotonina, è di utilità clinica per identificare la presenza di tumori carcinoidi. Si tratta di proliferazioni incontrollate (a crescita lenta) di masse neuroendocrine, che interessano vari distretti del tratto gastrointestinale (appendice, ileo, pancreas, duodeno, dotto biliare, ecc.), ma anche i polmoni ed altri organi.
Sembra, infatti, che le cellule di questi tumori producano grandi quantitativi di serotonina, che poi deve essere smaltita attraverso le vie urinarie, come 5-HIAA.
Il test del 5-HIAA si esegue su un campione di urine (raccolte nelle 24 ore). La positività al test si verifica per valori di 5-HIAA superiori ai valori normali. Questi sono differenti nei due sessi.
- Donna: 0.5-10 mg/24h.
- Uomo: 0.5-10 mg/24h.
In presenza di sintomi riconducibili ad un tumore carcinoide si suggerisce di rivolgersi al proprio medico per valutare la necessità di eseguire il test.
Come aumentare il livello di serotonina in un modo naturale
L’assunzione di serotonina mediante integratori non ha molta utilità, perché verrebbe degradata dagli enzimi digestivi prima di poter produrre il proprio effetto. È più efficace agevolare la produzione endogena.
Ciò è possibile consumando alimenti contenenti buone dosi di triptofano, il suo precursore, o svolgendo regolare attività fisica.
Attività fisica
Sono sufficienti 30 minuti di camminata costante per incentivare il rilascio dell’ormone del benessere. Ecco perché lo sport viene suggerito per combattere stati depressivi. Non a caso esiste il detto “mens sana in corpore sano” (mente sana in un corpo sano).
Esposizione solare
L’esposizione alla luce del sole, anche per qualche minuto, è in grado di incrementare il rilascio di serotonina. Ecco perché in inverno, o nelle giornate uggiose, ci sentiamo spesso tristi o di cattivo umore.
Scopri altri consigli per aumentare gli ormoni della felicità.
Dieta
Un’alimentazione ricca di cibi contenenti buone fonti di triptofano, il suo precursore metabolico, può facilitare la sintesi endogena di serotonina.
Sono alimenti ricchi di triptofano:
- banane.
- Datteri.
- Cacao.
- Soia.
- Asparagi.
- Verdure a foglia larga.
- Frutta a guscio.
- Cereali integrali.
Altri alimenti, invece, pur non contenendo alte dosi di questo aminoacido, possono aiutare a mantenere alti i livelli di serotonina:
- arance rosse.
- Rodiola.
- Iperico.
- Griffonia.
- Alga spirulina.
Inoltre, la socializzazione, i baci, gli abbracci, i rapporti sessuali, o pratiche di rilassamento come lo yoga e la meditazione attivano il rilascio degli ormoni del piacere, tra cui la serotonina.
Farmaci serotoninergici
In varie terapie farmacologiche vengono utilizzati farmaci in grado di modulare l’attività del sistema serotoninergico. In base a come questi agiscono sul metabolismo della serotonina, possono essere distinti in:
Farmaci ad azione diretta sui recettori serotoninergici
Antagonisti
- Amisulpride, antidepressivo, blocca il recettore 5-HT7.
- Metisergide, anti-emicrania, blocca il recettore 5-HT2.
Agonisti
- Metoclopramide, per stimolare la peristalsi, stimola il recettore 5-HT4.
- Ondasetron, antiemetici, utilizzato in chemioterapia, stimola il recettore 5-HT3.
- Sumatriptan, per il trattamento dell’emicrania, stimola il recettore 5-HT1D..
Farmaci che inibiscono la ricaptazione della serotonina
È stato spiegato il meccanismo con cui la serotonina viene liberata nel vallo sinaptico e il modo con cui viene “ri-captata” (re-uptake) per poter essere nuovamente disponibile. Alcuni farmaci vanno ad interferire con questi meccanismi, per permettere che essa perduri più a lungo nello spazio sinaptico, allungando la durata dello stimolo. Sono antidepressivi:
- triciclici: amitriptilina, imipramina, nortiptilina, desmipramina.
- SSRI (inibitori selettivi per il reuptake di serotonina): citalopram, dapoxetina, escitalopram, fluoxetina (Prozac), fluvoxamina, paroxetina, sertralina.
- SNRI (inibitori selettivi per il reuptake di noradrenalina e serotonina): venalfaxina e duloxetina.
I farmaci SSRI sono più efficaci degli antidepressivi triciclici e vengono preferiti in condizioni di grave entità, come:
- depressione maggiore.
- Psicosi.
- Attacchi di panico.
- Disturbo ossessivo compulsivo.
Richiedono 15-20 giorni prima di manifestare un effetto clinico significativo ed il loro effetto può essere prolungato anche oltre la sospensione della terapia farmacologica.
Farmaci che inibiscono il metabolismo della serotonina
MAO- inibitori
Si tratta di una classe di farmaci che determinano un blocco irreversibile delle monoaminossidasi (MAO), l’enzima implicato nella degradazione della serotonina.
Con questa azione, la concentrazione della serotonina a livello cerebrale aumenta, riducendo episodi di ansia e stati depressivi.
Serotonina: cenni storici
La serotonina fu isolata per la prima volta in Italia, a Pavia, nel 1935. Non conoscendone la funzione, il suo scopritore, Vittorio Erspamer, la classificò inizialmente tra i polifenoli. Solo in seguito, nel 1948, venne ribattezzata Serotonina.
Polimorfismi genetici
Cambiamenti di base a livello del DNA (polimorfismi genetici) in geni coinvolti nel metabolismo della serotonina, possono predisporre ad alterazioni della sfera psichica e influenzare l’efficacia di alcune terapie farmacologiche. Tra questi:
- SLCA64, trasportatore della serotonina.
- il gruppo HTR dei recettori della serotonina (HTR1A, HTR2A-1, HTR2A-2, HTR2C).
- TPH2 (triptofano idrossilasi), enzima coinvolto nella biosintesi della serotonina.
È possibile eseguire test genetici che consentono di identificare la presenza o l’assenza di tali variabili genetiche.
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