Síntesis de Serotonina
La serotonina o, según su formulación química 5-hidroxitriptamino, abreviado 5-HT, es un componente esencial del sistema nervioso, en el que actúa como neurotransmisor (NT). Es una monoamina, es decir, posee un grupo amino, enlazado a un anillo aromático, estructura muy frecuente en los neurotransmisores que, de hecho, se denominan NT monoamina. Se han descrito un gran número de receptores para la serotonina. Hasta 7 tipos diferentes, de los que puedes leer más aquí. Mostrando así su intervención en gran número de procesos de señalización.
En el sistema nervioso central se ha observado que actúa como inhibidor del hambre, la ira o incluso la sexualidad, estando muy relacionado con síndromes depresivos o psicóticos. Por ello se emplea como fármaco para tratar la esquizofrenia depresiva. Adicionalmente se ha visto que el 90% de la serotonina se almacena en las plaquetas, donde podría influir en la agregación plaquetaria al ser liberada. No obstante debido a sus características moleculares es hidrofílica, pero no atraviesa la membrana hematoencefálica, por lo que debe ser sintetizada en la propia neurona.
La síntesis de la serotonina tiene lugar en las neuronas serotoninérgicas. Donde se produce a partir del triptófano. Este aminoácido sí puede pasar a través de la barrera hematoencefálica y se obtiene en la dieta en cantidades suficientes para la síntesis de la serotonina y otros compuestos.
El triptófano es un aminoácido aromático neutro y compite por el transportador de membrana con la tirosina. La tirosina se emplea en la síntesis de catecolaminas, adrenalina, noradrenalina y dopamina, otros neurotransmisores. Los desequilibrios en la ingesta de estos aminoácidos pueden producir problemas en ambas rutas de biosíntesis.
Es importante destacar que la serotonina no puede ser almacenada en grandes cantidades en el organismo, por lo que su síntesis es un proceso continuo que se realiza a medida que se necesita. La serotonina sintetizada es almacenada en vesículas en el interior de las neuronas hasta que es liberada al espacio sináptico. Una vez liberada, puede ser recapturada por la neurona que la liberó, en un proceso conocido como recaptación de serotonina, o puede ser degradada por la enzima monoaminooxidasa (MAO).
Una vez el triptófano se encuentra dentro de las neuronas adecuadas la enzima triptófano hidroxilasa generará 5-hidroxitriptófano, mediante la adición de un grupo hidroxilo al triptófano. Esta enzima, al igual que el receptor de membrana, es compartida por la ruta de síntesis de las catecolaminas, a las que también es capaz de hidroxilar.
El 5-hidroxitriptófano, es el precursor inmediato de la serotonina. La actuación de la triptófano hidroxilasa se utiliza como marcador de las neuronas serotoninérgicas. Para la activación de esta enzima se requiere la presencia de oxígeno y BH4, abreviatura de la tetrahidrobiopterina o sapropterina, el cofactor de la enzima que se encarga de cambiar su estado oxidado a reducido, para que ceda el grupo hidroxilo.
La triptófano hidroxilasa y la tirosina hidroxilasa tienen un alto grado de homología. Ambas están constituidas por un número similar de aminoácidos, la triptófano hidroxilasa 444 y la tirosina hidroxilasa 497. La región C-ter y la secuencia central presentan una alta homología. Coincidiendo con los sitios donde reside la acción catalítica. En la región N-ter la secuencia es muy diferente, siendo esta región la parte encargada de la unión a sustrato.
Sin embargo, el 5-hidroxitriptófano no ejerce efecto de retroalimentación negativa sobre la enzima, a diferencia de lo la síntesis de catecolaminas sobre la tirosina hidroxilasa. La triptófano hidroxilasa está subsaturada. Es decir, a mayor cantidad de triptófano se producirá más serotonina. De esta manera, la síntesis de serotonina es dependiente de la concentración neuronal de triptófano. Debido a que la concentración de triptófano sigue un ciclo circadiano (aumenta después de comer), la síntesis de serotonina también seguirá este ciclo (inhibiendo, por ejemplo, el hambre después de comer).
Finalmente el es convertido por la aminoácido aromático descarboxilasa, otra vez la misma enzima que actúa en la ruta de las catecolaminas. Esta enzima descarboxila el 5-hidroxitriptófano generando una amina, la serotonina.
Acción de la aminoácido aromático descarboxilasa