La sérotonine, encore appelée 5-hydroxytryptamine (5-HT), est une monoamine de la famille des indolamines. C'est un neurotransmetteur dans le système nerveux central et dans les plexus intramuraux du tube digestif, ainsi qu'un autacoïde (hormone locale) libéré par les cellules entérochromaffines et les thrombocytes. La production de sérotonine a aussi été observée dans le placenta des souris et de l'humain....
Elle est majoritairement présente dans l'organisme en qualité d'autacoïde. Son activité débute dans le cerveau où elle joue le rôle de neurotransmetteur en n'y représentant que 1 % du total présent dans le corps., mais elle y joue un rôle essentielFillion G., [Nouveaux aspects dans la recherche sur le système sérotonergique cérébral : Médecine médico-légale = New advances in research on cerebral serotogernic system: Forensic medical ] (résumé Inist-CNRS) ; Journées Internationales de biologie (JIB 97) No42, Paris, FRANCE (11/1997) ; 1998, vol. 32, no 234, (17 ref.), .. Elle est notamment impliquée dans la gestion des humeurs et est associée à l'état de bonheurL'Express - Neurosciences: sérotonine vs dopamine, la chimie du bien-être - Par Stéphanie Benz, publié le 28/02/2018 : « Nous savons aujourd'hui que ces comportements participent à la production de sérotonine dans le cerveau, constate Pierre-Marie Lledo, directeur du département neurosciences de l'Institut Pasteur. Ce neurotransmetteur, impliqué dans le sentiment de plénitude et de contentement, se révèle essentiel à la régulation de nos humeurs: un cerveau baignant dans la sérotonine est indiscutablement un cerveau heureux. D'ailleurs, nombre de traitements de la dépression, à commencer par le plus célèbre d'entre eux, le Prozac, agissent en accroissant le taux de sérotonine dans notre encéphale. » lorsqu'elle est à un taux équilibré, réduisant la prise de risqueVirginia Tech. (2018, April 30). Keep calm and carry on: Scientists make first serotonin measurements in humans. ScienceDaily - «"We found that serotonin is highly active in the part of the brain that helps us to navigate bad outcomes in a way that ensures we don't overreact to them," said Rosalyn Moran, who is now a reader at the Institute for Psychiatry, Psychology and Neuroscience in King's College London. At the time of the date collection, Moran was an assistant professor at the VTCRI. Prior to her current position, she was a lecturer at the University of Bristol. "Serotonin acts in a way that reminds us to pay attention and learn from bad things, and to promote behaviors that are less risk seeking but also less risk averse. When there's an imbalance of serotonin, you might hide in a corner or run towards the fire, when you should really be doing something in between."» et en poussant ainsi l'individu à maintenir une situation qui lui est favorable. Elle est donc indispensable à la survie des mammifères dont l'être humainInserm - Les récepteurs centraux de la sérotonine (1993) - Michel Hamon et Henri Golan - «La sérotonine ou 5-hydroxytryptamine ( 5-HT), initialement identifiée au niveau périphérique (elle est très abondante dans les cellules entérochromaffines de l'intestin et dans les plaquettes sanguines), a été mise en évidence dans le système nerveux central (SNC) des mammifères il y a une quarantaine d'années. Très vite, la démonstration de l'hétérogénéité de la distribution de la 5-HT au niveau cérébral a conduit à suggérer que cette amine y jouait le rôle de neuromédiateur. ... Il est aujourd'hui clairement établi que les neurones qui synthétisent et libèrent la 5-HT (les neurones sérotoninergiques) participent au contrôle de nombreuses fonctions centrales telles que le rythme veille/sommeil, la prise alimentaire, la nociception, la thermorégulation, l'activité sexuelle, etc.», et a un effet antagoniste à celui de la dopamineVirginia Tech. (2018, April 30). Keep calm and carry on: Scientists make first serotonin measurements in humans. ScienceDaily - «The research provides the first ever recordings of simultaneous sub-second fluctuations in dopamine and serotonin during active decision-making in a conscious human subject. The analysis provides new understanding of serotonin's role in regulating human choice and how it operates alongside dopamine, a neurotransmitter long-associated with reward and its reinforcement. This is the first clear evidence, in any species, that the serotonergic system acts as an opponent to dopamine signaling," said Read Montague, the director of the VTCRI Human Neuroimaging Laboratory and the VTCRI Computational Psychiatry Unit and senior author on the paper.» qui favorise, au contraire, la prise de risque et l'enclenchement du système de récompense.
Elle est, en outre, également impliquée dans la régulation du cycle circadienCuesta, Marc (2009), Modulation sérotonergique différentielle de l’horloge circadienne principale entre rongeurs diurnes et nocturnes ; Thèses de doctorat, Université de Strasbourg. dans le noyau suprachiasmatique (siège de l'horloge circadienne), dans l'hémostase, dans la mobilité digestive et . Elle est ainsi la cible de certains outils thérapeutiques, notamment les antidépresseurs, utilisés pour soigner ces maladies. Son activité est également modifiée par certains psychotropes.
Histoire La sérotonine a été identifiée en 1946, sous le nom d'entéramine., par le pharmacologue italien Vittorio Erspamer (1909-1999) dans les cellules entérochromaffines du tube digestifErspamer, Archo Sci Biol. 1946;31, 86.. À peu près à la même époque à Cleveland, Maurice M. Rapport qui s'intéressait aux substances hypertensives du sang, isola en 1948 une substance vasoconstrictrice qui apparaissait au moment de la coagulation du sangRapport MM, Green AA, Page IH, Crystalline serotonin, Science, 1948;108:329–330.. Il la dénomma « sérotonine » par la contraction de « serum », sa source et de « tonique », son action sur les vaisseaux sanguins. L'année suivante, il l'analysa comme la 5-hydroxytryptamine. Erspamer identifia peu après l'entéramine à la 5-hydroxytryptamine. La présence de sérotonine dans le système nerveux central fut ensuite caractérisée par B. M. Twarog et I. H. Page(Am J Physiol. 1953;175:157-61)., peu après que Gaddum a montré que le LSD (diéthylamide de l'acide lysergique), un puissant psychotrope hallucinogène, se comportait comme la sérotonine sur certains récepteurs des tissus périphériques.
Structure La sérotonine cristallise dans le groupe d’espace chiral P2₁2₁2₁, formant différentes interactions de liaisons hydrogène entre les molécules de sérotonine via des liaisons intermoléculaires N-H...O et O-H...N.
La sérotonine forme également plusieurs sels, y compris une formulation pharmaceutique decl'acide adipique de sérotonine.
Localisation
La sérotonine a été identifiée dans la muqueuse gastro-intestinale, dans les plaquettes sanguines et dans le système nerveux central. La sérotonine présente dans la muqueuse gastro-intestinale représente environ 80 % de la sérotonine totale de l'organisme. Elle est synthétisée et stockée au niveau des cellules entérochromaffines. Celles-ci stockent aussi des médiateurs peptidiques (cholécystokinine, neurotensine, peptide PYY). La libération de sérotonine par exocytose joue un rôle dans la motilité intestinale. Une partie de la sérotonine du tube digestif passe dans le sang où elle est stockée dans les plaquettes sanguines. La sérotonine est produite également dans les neurones sérotoninergiques et les ostéoclastesCommuniqué CNRS du 2 février 2012. du tissu osseux. Dans la première étape de la coagulation sanguine, lorsque les plaquettes s'agrègent entre elles, elles libèrent leur sérotonine qui, via les récepteurs 5-HT1 des muscles lisses vasculaires, provoque une vasoconstriction. L'effet global vasculaire est hypertenseur.
Dans le système nerveux central, les corps cellulaires des neurones sérotoninergiques sont localisés dans les noyaux du raphé du tronc cérébral d'où ils se projettent dans l'ensemble du cerveau et de la moelle spinale. On peut dire. que, d'une manière générale : les neurones sérotoninergiques du mésencéphale se projettent rostralementvers l'avant. dans les hémisphères cérébraux ; ceux du pont se ramifient dans le tronc cérébral et le cervelet ; et ceux de la moelle allongée vont à la moelle spinale. Les effets de la sérotonine sur les autres neurones peuvent être excitateurs ou inhibiteurs suivant la nature des récepteurs.
Métabolisme
95 % de la sérotonine (du corps) est produite dans l'intestin ..
La biosynthèse de la sérotonine est réalisée dans les neurones ou les cellules entérochromaffines. Elle est fabriquée à partir du tryptophane (Trp), un acide aminé qui est apporté au cerveau par la circulation sanguine entre autres. Le tryptophane est absorbé par les neurones grâce à un transporteur membranaire non sélectif. Certains neurones du noyau du raphé, situé au sein du tronc cérébral, transforment le tryptophane en 5-hydroxytryptophane (5-HTP) grâce à une enzyme, la tryptophane-hydroxylase. L'activité de la tryptophane-hydroxylase dépend essentiellement de la disponibilité en substrat. Le 5-hydroxytryptophane est ensuite converti en sérotonine (5-HT) par une autre enzyme, une décarboxylase, la 5-hydroxytryptophane-décarboxylase (décarboxylase de L-aminoacide, AADC). Cette enzyme n'est pas sélective car elle assure aussi la décarboxylation de la L-DOPA. La sérotonine synthétisée dans le cytoplasme est ensuite stockée dans les granules par l'intermédiaire de transporteurs vésiculaires, nommés VMAT-1 et -2, communs aux diverses monoamines.
L'arrivée d'un potentiel d'action à la terminaison synaptique provoque la libération de la sérotonine par exocytose, dans la fente synaptique. Elle peut alors suivre quatre voies : être captée par des récepteurs sérotoninergiques postsynaptiques et assurer la transduction du signal neuronal ; être recaptée par des récepteurs sérotoninergiques présynaptiques ; être recaptée par des neurones (ou des plaquettes) par l'intermédiaire d'un transporteur membranaire sélectif SERT ; être dégradée par la monoamine-oxydase MAO.
La MAO dégrade aussi les catécholamines. L'aldéhyde formé est ensuite oxydé en acide 5-hydroxy-indol-acétique (5-HIAA), éliminé par voie urinaire, grâce à l'aldéhyde-déshydrogénase.
Recapture La sérotonine déversée dans la fente synaptique peut être recapturée par le neurone présynaptique grâce à un transporteur (SERT) qui diminue ainsi la concentration de sérotonine synaptique. Cette recapture est inhibée par plusieurs antidépresseurs, notamment les ISRS (inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine) qui sont : la fluoxétine, le citalopram et son énantiomère l'escitalopram, la fluvoxamine, la paroxétine et la sertraline.
Le polymorphisme du gène SLC6A4 codant le transporteur de la sérotonine a très possiblement un lien avec la démonstration de traits psychopathiques. Les allèles dits longs sont associés avec une transcription accrue du transporteur et les homozygotes de cet allèle démontrent des similarités importantes avec les psychopathes..
Récepteurs sérotoninergiques
Les neurones du raphé dorsal sont connectés à la plupart des régions du système nerveux central (cerveau, tronc cérébral, moelle spinale). La sérotonine est libérée dans des synapses et se lie à des récepteurs localisés sur la membrane de l'élément postsynaptique. Par l'intermédiaire de leurs axones, les neurones du noyau du raphé libèrent la sérotonine sur d'autres neurones du système nerveux central et, en se liant à des récepteurs spécifiques, modulent leurs propriétés électriques. La sérotonine agit en se liant à des récepteurs spécifiques situés dans la membrane des cellules cibles. On connaît au moins codant ces récepteurs sérotoninergiques 5-HT, capables de donner (par épissage alternatif) au moins réceptrices différentes..