Serotonin

Hast du schon einmal von Glückshormonen gehört? Das sind Botenstoffe des Körpers, welche einen positiven Effekt auf menschliche Empfindungen haben. Zu den Glückshormonen gehören Dopamin, Noradrenalin, Endorphine, Oxytocin sowie Serotonin.

Die Geschichte des Serotonins

Es wird vermutet, dass Serotonin bereits vor mehr als 700 Millionen Jahren entstand und seitdem Teil des Lebens ist. In den 1930er-Jahren isolierte Vittorio Erspamer, ein italienischer Pharmakologe, aus der Schleimhaut des Magen-Darm-Trakts einen Stoff, welcher glatte Muskeln kontrahieren lässt.

1948 forschten drei Biochemiker an einer Substanz, welche die Blutgefäße im Körper kontrahiert. Diese Substanz nannten sie Serotonin. Kurz darauf erwies Vittorio Erspamer, dass sein gefundener Stoff namens Enteramin derselbe ist, wie die blutgefäßkontrahierende Substanz Serotonin.

Daher gilt Vittorio Erspamer heutzutage als der erste Entdecker des Serotonins. Mit den in den 1990er-Jahren verfügbaren molekularbiologischen Untersuchungen wurde ebenfalls deutlich, dass es mindestens 14 verschiedene Serotonin-Rezeptoren beim Menschen gibt.

Abbildung 1: Neurotransmission an SynapsenQuelle: msdmanuals.com

Serotonin – Vorkommen

Serotonin existiert nicht nur im menschlichen Körper.

Serotonin in Pflanzen

Auch in der Natur ist Serotonin ein weitverbreiteter Neurotransmitter. Selbst Einzeller sind in der Lage, Serotonin zu produzieren. Walnüsse, Ananas, Bananen, Kiwi, Tomaten und Kakao enthalten alle eine große Menge an Serotonin. Auch in verarbeiteter Form, bspw. als Schokolade, enthält diese immer noch eine hohe Konzentration an Serotonin.

Serotonin im Tierreich

Im Tierreich ist Serotonin so gut wie überall anzutreffen. Bereits Lebewesen wie Fadenwürmer sind in der Lage, Serotonin aufzunehmen.

Serotonin im Menschen

Die größte Serotoninkonzentration im menschlichen Körper befindet sich im Magen-Darm-Trakt. Etwa 95 % des gesamten Serotoninvorrats des Körpers wird hier gelagert. Dabei wird das Serotonin hauptsächlich in enterochromaffinen Zellen gespeichert, in kleinen Mengen jedoch auch an den Nervenzellen des Darmnervensystems. Sobald Serotonin in den enterochromaffinen Zellen in das Blut abgegeben wird, wird es gleich darauf von den Thrombozyten aufgenommen.

Serotonin in der Chemie

Serotonin als Neurotransmitter besitzt auch einige chemische Eigenschaften. Ein Blick auf die Beschaffenheit und Synthese des Neurotransmitters hilft, die Abläufe besser nachvollziehen zu können.

Eigenschaften von Serotonin

Serotonin gehört zur Gruppe der Tryptamine. Tryptamine sind Stoffwechselprodukte zahlreicher Prozesse im Körper. Serotonin besitzt auch eine Aminosäure, gilt daher als schwache Base und besitzt eine Säurekonstante von 10,4.

Da Serotonin in protonierter Form vorliegt, ist es auch zur Fluoreszenz fähig.

Dieses Verfahren wird auch genutzt, um Serotonin nachzuweisen.

Serotonin – Synthese

Der häufigste Syntheseweg beginnt mit dem Stoff 5-Hydroxyindol. Je nachdem, ob der Stoff mit einer Benzylgruppe oder mit einer Methylgruppe geschützt ist, wird er entweder in eine Einfachbindung zwischen Kohlenstoff- und Heteroatom oder mit Bortribromid gespalten.

Das entstandene Zwischenprodukt namens Gramin wird dann mithilfe von Cyanid zu 5-Benzyloxyindol-3-acetamid umgesetzt. Durch die Reduktion von Amid und einer darauffolgenden Etherspaltung ist es dann möglich, Serotonin zu isolieren.

Serotonin – Bildung

Serotonin wird im menschlichen und tierischen Körper in einem Zwei-Schritt-Verfahren hergestellt. Beteiligt sind dabei die Aminosäure L-Tryptophan, sowie die Enzyme Tryptophanhydroxylase und Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase. Als Zwischenschritt entsteht die Aminosäure 5-Hydroxytryptophan. Durch Abspaltung eines Kohlenstoffmoleküls entsteht danach der Neurotransmitter Serotonin.

Serotonin wird über die Thrombozyten im Blut transportiert. Es kann die Blut-Hirn-Schranke jedoch nicht passieren, weshalb Serotonin ebenfalls im zentralen Nervensystem produziert werden muss.

Abbau von Serotonin

Nach der Freisetzung von Serotonin im synaptischen Spalt wird es wiederverwendet. Es wird von dem Serotonin-Transporter SERT in den Thrombozyten und den Epithelzellen gebunden. Bei der Abspaltung entsteht 5-Hydroxyindolylessigsäure, welches auch später im Urin nachgewiesen werden kann.

Serotonin – Wirkung

Serotonin hat verschiedene Wirkungsgebiete im menschlichen Körper. Auf folgende Bereiche nimmt Serotonin Einfluss auf den Körper.

Herz-Kreislauf-System

Wie bereits weiter oben erwähnt, bewirkt Serotonin die Kontraktion, als auch die Relaxation der glatten Muskeln von Blutgefäßen. In Lunge und Niere steht dabei primär die gefäßverengende Wirkung im Vordergrund, während in der Skelettmuskulatur der Fokus auf die gefäßerweiternde Wirkung gelegt wird. Auch über das Zentralnervensystem ist Serotonin in der Lage, den Blutdruck zu steuern.

Stimmung

Die Wirkung von Serotonin auf die Stimmung ist bekannt. Serotonin gibt dabei ein Gefühl von Gelassenheit und Zufriedenheit. Gleichzeitig dämmt es Gefühle wie Angst, Aggressivität, Trauer und das Hungergefühl. Es ist klinisch erwiesen, dass depressive Verstimmungen auf einen Mangel an Serotonin zurückzuführen sind.

Magen-Darm-System

Serotonin fungiert als Neurotransmitter im Darmnervensystem. Dabei werden viele Neurone aktiviert. Mit dem Neurotransmitter Acetylcholin werden die Reize dann über Motoneurone mit dem Transmitter Stickstoffmonoxid weitergeleitet. Wenn beide Motoneurone gleichzeitig arbeiten, führt das zur Bewegung der Darmmuskulatur (abwechselnde Kontraktion und Relaxation).

Appetit

Serotonin ist appetithemmend. Daher ist der Serotoninspiegel bei übergewichtigen Menschen meist auch stark verringert.

Sexualverhalten

Serotonin wird während der Ejakulation ausgeschüttet. Es hat daher eine hemmende Wirkung auf Sexualverhalten und Sexualfunktionen. Serotonin ist dabei der Gegenpart zum Dopamin. Hohe Serotoninwerte können zu Erektionsproblemen sowie einem niedrigeren Sexualtrieb führen.

Serotonin-Syndrom

Das Serotonin-Syndrom entsteht aus einem Überschuss an Serotonin. Dabei können folgende Symptome auftreten:

• erhöhter Blutdruck
• schnelle Atmung
• Übelkeit
• Kopfschmerzen
• Muskelzucken
• Bewusstseins- und Aufmerksamkeitsstörungen.

Das Serotonin-Syndrom kann lebensbedrohlich sein und zum Tod führen. Nicht selten führt es zu Herzrhythmusstörungen oder epileptischen Anfällen. In seltenen Fällen verfällt der Patient in ein Koma. Häufig sorgt hier Multiorganversagen zum Tod.

Serotonin-Mangel

Unter Serotonin-Mangel versteht man die unterdurchschnittlich-niedrigere Konzentration von Serotonin im Körper. Dabei können folgende Symptome auftreten:

• verstärkte Schmerzwahrnehmung
• Antriebslosigkeit
• vermehrte Ängstlichkeit und Reizbarkeit
• schlechte Laune
• Reizdarmsyndrom.

Es kommt zu einem Mangel an Serotonin, wenn Stoffe, die an der Produktion oder Aufnahme von Serotonin beteiligt sind, nicht richtig funktionieren. Das kann zum Beispiel aufgrund von Mutationen der Fall sein. Auch durch Stress, Krebserkrankungen oder einem Mangel an Vitamin-B6 kann die Funktionsweise beeinträchtigt werden.

Bei einem Serotonin-Mangel werden Medikamente verschrieben, die die Menge des freigesetzten Serotonins im Körper erhöht.

Arzneistoffe, die Serotonin beeinflussen

Da Serotonin in verschiedenen Teilen des Körpers wirkt, gibt es auch einige unterschiedliche Medikamente, die in der Lage sind, den Serotoninhaushalt zu verändern oder zu beeinflussen. Im Folgenden lernst du die bekanntesten Vertreter kennen.

Antidepressiva

Es scheint, als würde es einen Zusammenhang zwischen depressiven Episoden und einem Serotoninmangel geben. Hemmstoffe wie Fluoxetin oder Paroxetin sorgen für einen verlängerten Verbleib von Serotonin im synaptischen Spalt. Ein Antidepressivum wie Moclobemid hemmt dagegen ein serotoninabbauendes Enzym, was auch zu einer höheren Menge an freigesetztem Serotonin führt.

Neuroleptika

Neuroleptika beeinflussen hauptsächlich den Dopaminhaushalt, teilweise jedoch auch die Serotoninrezeptoren im Körper. Als Meilenstein in der modernen Psychiatrie gilt das Arzneimittel Reserpin, welches zu einer verminderten Anhäufung von Serotonin im synaptischen Spalt führt.

Psychedelika

Auch Psychedelika, wie beispielsweise LSD, greifen in den Serotoninhaushalt ein. Ebenfalls sind viele "Magic Mushshrooms", also Pilze mit halluzinogener Wirkung, dafür bekannt, die Serotoninverhältnisse im Körper zu verändern.