Serotonin ist einer der ältesten Neurotransmitter in der Evolution der Tiere, es kommt bereits bei Fadenwürmern und anderen einfachen Vielzellern vor. Man vermutet, dass das Serotoninsystem (Serotonin produzierende Neurone sowie Nervenzellen mit Serotonin-Rezeptoren) um die 700 Millionen Jahre alt ist [1].
Synthese von Serotonin
Der Neurotransmitter Serotonin wird aus der Aminosäure Trypotophan in zwei Schritten synthetisiert [3, S. 169]*:
Serotonin aus Tryptophan
Autor: Ulrich Helmich 2023, Lizenz: siehe Seitenende
Im ersten Schritt wird durch die Tryptophan-Hydroxylase ein Zwischenprodukt namens 5-Hydroxytryptophan hergestellt. In den Benzolring wird dazu eine OH-Gruppe eingebaut. Im zweiten Schritt wird durch die 5-Hydroxytryptophan-Decarboxylase die COOH-Gruppe entfernt, die im Grundgerüst jeder Aminosäure enthalten ist.
Der wichtigste Syntheseort von Serotonin im menschlichen Körper sind bestimmte Zellen der Darmschleimhaut. Von hier aus gelangt das Serotonin in die Blutplättchen. Da diese die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren können, muss Serotonin zusätzlich im Gehirn produziert werden. Das Gen für die Gehirn-Tryptophan-Hydroxylaseist paralog zum Gen für die Darm-Tryptophan-Hydroxylase, beide Gene sind also durch Genduplikation aus einem Vorläufergen entstanden [1].
Die Aminosäure Trypotophan ist also unbedingt notwendig für die Herstellung dieses Neurotransmitters. Da Trypotophan eine essentielle Aminosäure ist, muss sie mit der Nahrung aufgenommen werden.
Den höchsten Tryptophangehalt haben Sojabohnen (590 mg/100 g), gefolgt von Cashew-Kernen (287 mg) und getrockneten Erbsen (275 mg). Ungesüßtes Kakaopulver enthält mit 293 mg ebenfalls viel Tryptophan.
Wirkung von Serotonin
Serotonin wirkt im ZNS auf vielfältige Weise [2]:
- Schmerzempfindung
- Gedächtnisleistung
- Schlafsteuerung
- Essverhalten
- Sexualverhalten
- Thermoregulation
Bekannt geworden ist Serotonin aber vor allem durch seine Wirkung auf die menschliche Psyche. Ist das Serotonin-Gleichgewicht gestört, kann das Depressionen und Angststörungen zur Folge haben.
Auf dieser Webseite eines Betroffenen lesen Sie, was man gegen Depressionen unternehmen kann.
Wichtige serotoninhaltige Lebensmittel sind Schokolade, Walnüsse und Avocados.
Serotonin-Rezeptoren
Serotonin-Rezeptoren (auch 5-HT-Rezeptoren genannt) finden sich vor allem in Zellen des ZNS, im Magen-Darm-Trakt, im Herz-Kreislaufsystem und im Blut [4].
Der Mensch besitzt 14 oder mehr verschiedene Serotonin-Rezeptoren, die in sieben Familien zusammengefasst werden, die als 5-HT1 bis 5-HT7 bezeichnet werden. Abgesehen von den 5-HT3-Rezeptoren, die ionotrop sind (also an einen Ionenkanal gebunden sind) sind alle HT-5-Rezeptoren metabotrop, also an ein G-Protein gebunden.
In diesem Wikipedia-Artikel werden alle 14 Rezeptor-Typen ausführlich aufgelistet. Wer sich dafür interssiert, sollte auf diese Seite gehen. Auf die genauen Wirkmechanismen wird in diesem Artikel allerdings nicht eingegangen, man erfährt also nicht, was die gebundenen G-Proteine genau bewirken, ob sie eine Adenylatcyclase aktivieren / hemmen oder eine Phospholipase beeinflussen et.c
Quellen:
- Wikipedia, Artikel "Serotonin"
- DocCheck Flexikon, Artikel "Serotonin"
- Bear, Connors, Paradiso: Neurowissenschaften, Springer-Verlag 2018
- Wikipedia, Artikel "5-HT-Rezeptor"
*Die Seitenzahlen sind vor allem für mich selbst eine Hilfe, damit ich die genaue Stelle in der angegebenen Quelle wiederfinde, falls mal Korrekturbedarf besteht.