Постоянно меняющиеся роли серотонина

Серотонин (5-HT) традиционно рассматривают как ключевой нейромедиатор центральной нервной системы и как регуляторный гормон, контролирующий широкий спектр физиологических функций. Классически 5-HT связан в ЦНС с регуляцией настроения, сна и тревоги, а на периферии — с модуляцией моторики желудочно-кишечного тракта.

Однако в последние годы выяснилось, что 5-HT также является важным метаболическим гормоном, участвующим в поддержании гомеостаза глюкозы и регуляции жировой массы; при этом между уровнем циркулирующего 5-HT и метаболическими заболеваниями существует причинно-следственная связь. Почти весь периферический 5-HT образуется специализированными энтероэндокринными клетками — энтерохромаффинными клетками, расположенными по всей слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта.

Энтерохромаффинные клетки — важные сенсорные клетки просвета кишки, способные распознавать и реагировать на широкий спектр поступающих с пищей нутриентов, а также на кишечную микробиоту и связанные с ней метаболиты. Примечательно, что взаимодействие между кишечной микробиотой и энтерохромаффинными клетками носит динамический характер и имеет существенные последствия для физиологии хозяина.

В обзоре обсуждаются традиционные и современные функции 5-HT и выделяется формирующийся путь, через который кишечная микробиота влияет на здоровье хозяина. Серотонин, также известный как 5-гидрокситриптамин (5-HT), — важный нейромедиатор, фактор роста и гормон, опосредующий широкий спектр физиологических функций.

У млекопитающих серотонин синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана под действием лимитирующего фермента триптофангидроксилазы (TPH), представленной двумя изоформами, экспрессируемыми в разных типах клеток по всему организму. Tph1 преимущественно экспрессируется специализированными эндокринными клетками кишечника, известными как энтерохромаффинные клетки, а также другими ненейрональными клетками, такими как адипоциты (Walther et al., 2003). Tph2 в основном экспрессируется в нейронах ядер шва ствола мозга и в подмножестве нейронов энтеральной нервной системы (Yabut et al., 2019).

Поскольку 5-HT не способен свободно проходить через гематоэнцефалический барьер, центральный и периферический пул 5-HT анатомически разобщены и, соответственно, действуют по-разному (Martin et al., 2017c). В этом обзоре обсуждаются периферические роли серотонина, с особым акцентом на взаимодействие кишечного серотонина с кишечной микробиотой, а также приводятся новые данные, связывающие это взаимодействие с гомеостазом хозяина.