UDZIAŁ UKŁADU

UDZIAŁ UKŁADU

SEROTONINOWEGO W

SEROTONINOWEGO W

FUNKCJONOWANIU ZEGARA

FUNKCJONOWANIU ZEGARA

BIOLOGICZNEGO SSAKÓW

BIOLOGICZNEGO SSAKÓW

Bartosz

Bartosz

Andrzejewski

Andrzejewski

SEROTONINA =

SEROTONINA =

5-HYDROKSYTRYPTAMINA

5-HYDROKSYTRYPTAMINA



Substancja z rodziny indolamin.

Substancja z rodziny indolamin.



Pochodna tryptofanu.

Pochodna tryptofanu.



Ważny przekaźnik neurochemiczny.

Ważny przekaźnik neurochemiczny.

SEROTONINA – REGULUJE WIELE PROCESÓW

FIZJOLOGICZNYCH I BEHAWIORALNYCH



Modulowanie stanów fizjologicznych:

Modulowanie stanów fizjologicznych:



temperatury ciała (termoregulacja),

temperatury ciała (termoregulacja),



ciśnienia krwi,

ciśnienia krwi,



aktywności endokrynnej,

aktywności endokrynnej,



apetytu,

apetytu,



zachowania seksualnego (głównie samice),

zachowania seksualnego (głównie samice),



ruchu (aktywność motoryczna),

ruchu (aktywność motoryczna),



odczuwania bólu,

odczuwania bólu,



cyklu snu i czuwania.

cyklu snu i czuwania.



Modulowanie

funkcjonowania

czuciowego

Modulowanie

funkcjonowania

czuciowego

(sensorycznego) i procesów poznawczych, uczenia oraz

(sensorycznego) i procesów poznawczych, uczenia oraz

utrzymanie równowagi psychicznej.

utrzymanie równowagi psychicznej.



Uczestniczy w bilansie płynu pozakomórkowego i

Uczestniczy w bilansie płynu pozakomórkowego i

aktywności oddechowej.

aktywności oddechowej.

ROLA SEROTONINY c.d.

ROLA SEROTONINY c.d.



Serotonina wpływa także na działanie innych

Serotonina wpływa także na działanie innych

hormonów i układów neuroprzekaźników np.:

hormonów i układów neuroprzekaźników np.:

na dopaminę, układ cholinergiczny.

na dopaminę, układ cholinergiczny.



Wpływa regulująco na zachowanie zwierząt.

Wpływa regulująco na zachowanie zwierząt.

SEROTONINA WPŁYWA NA RÓZNE FUNKCJE

SEROTONINA WPŁYWA NA RÓZNE FUNKCJE

ORGANIZMU

DZIĘKI

OBECNOŚCI

DUŻEJ

ORGANIZMU

DZIĘKI

OBECNOŚCI

DUŻEJ

LICZBY TYPÓW I PODTYPÓW RECEPTORÓW:

LICZBY TYPÓW I PODTYPÓW RECEPTORÓW:

5HT1 (

5HT1 (

5HT1A, B

5HT1A, B

, D, E, F), 5HT2 (A, B, C),

, D, E, F), 5HT2 (A, B, C),

5HT3,

5HT3,

5HT4, 5HT5 (A, B), 5HT6,

5HT4, 5HT5 (A, B), 5HT6,

5HT7

5HT7

JĄDRA SZWU

JĄDRA SZWU



Jądra szwu (Nuclei
raphes)

–

Zgrupowanie
serotoninergicznych
komórek nerwowych
w

rdzeniu

przedłużonym.



Ich główną funkcją
jest

uwalnianie

serotoniny do mózgu

.

.

DZIAŁANIE ZEGARA

DZIAŁANIE ZEGARA

BIOLOGICZNEGO

BIOLOGICZNEGO

Centralny regulator rytmu zlokalizowany jest w JĄDRACH
NADSKRZYŻOWANIOWYCH - SCN. Jądra te stanowią
OSCYLATOR

OKOŁODOBOWY

synchronizowany

przez

światło.

DZIAŁANIE ZEGARA

DZIAŁANIE ZEGARA

BIOLOGICZNEGO

BIOLOGICZNEGO

SEROTONINA I ZEGAR

SEROTONINA I ZEGAR

BIOLOGICZNY

BIOLOGICZNY

SEROTONINA I ZEGAR

SEROTONINA I ZEGAR

BIOLOGICZNY

BIOLOGICZNY



Serotonina modeluję pracę zegara biologicznego wpływając na

Serotonina modeluję pracę zegara biologicznego wpływając na

wrażliwość SCN na światło (dokonuje się to za pośrednictwem

wrażliwość SCN na światło (dokonuje się to za pośrednictwem

receptorów: 5HT1A, 5HT1B, 5HT7).

receptorów: 5HT1A, 5HT1B, 5HT7).



Proces ten odbywa się za pośrednictwem drogi siatkówkowo-

Proces ten odbywa się za pośrednictwem drogi siatkówkowo-

podwzgórzowej – poprzez aktywację receptorów 5HT1B

podwzgórzowej – poprzez aktywację receptorów 5HT1B

(zlokalizowanych presynaptycznie na zakończeniach nerwu

(zlokalizowanych presynaptycznie na zakończeniach nerwu

wzrokowego).

wzrokowego).



Aktywacja receptorów 5HT1B powoduje hamowanie uwalniania

Aktywacja receptorów 5HT1B powoduje hamowanie uwalniania

glutaminianu z zakończeń siatkówkowych, wskutek czego

glutaminianu z zakończeń siatkówkowych, wskutek czego

następuje osłabienie przekazywania czynników fotycznych na

następuje osłabienie przekazywania czynników fotycznych na

oscylator SCN.

oscylator SCN.



Innymi słowy do SCN dochodzą osłabione impulsy świetlne.

Innymi słowy do SCN dochodzą osłabione impulsy świetlne.



Również aktywne receptory 5HT1A oraz 5HT7 poprzez blokadę

Również aktywne receptory 5HT1A oraz 5HT7 poprzez blokadę

glutaminianową

bezpośrednio wpływają

na aktywność

glutaminianową

bezpośrednio wpływają

na aktywność

neuronów SCN - hamują wzbudzoną światłem ekspresję białka

neuronów SCN - hamują wzbudzoną światłem ekspresję białka

Fos, zachodzącą w części brzusznej i środkowej zegara.

Fos, zachodzącą w części brzusznej i środkowej zegara.

Ograniczają liczbę komórek reagujących na światło w SCN.

Ograniczają liczbę komórek reagujących na światło w SCN.

SEROTONINA I ZEGAR

SEROTONINA I ZEGAR

BIOLOGICZNY

BIOLOGICZNY



Co skutkuje:

Co skutkuje:



Przesunięciem fazy rytmu aktywności neuronalnej SCN –

Przesunięciem fazy rytmu aktywności neuronalnej SCN –

późniejsza aktywacja genów wczesnej odpowiedzi komórkowej tj.

późniejsza aktywacja genów wczesnej odpowiedzi komórkowej tj.

ekspresja białka c Fos – te z kolei wpływają na ekspresję genów

ekspresja białka c Fos – te z kolei wpływają na ekspresję genów

zegarowych.

zegarowych.



Objawia się to:

Objawia się to:



Redukcją amplitudy glutaminianergicznych, pobudzających

Redukcją amplitudy glutaminianergicznych, pobudzających

postsynaptycznych prądów (EPSCs) - wywołanych stymulacją

postsynaptycznych prądów (EPSCs) - wywołanych stymulacją

nerwu wzrokowego.

nerwu wzrokowego.



Hamowaniem produkcji melatoniny przez szyszynkę.

Hamowaniem produkcji melatoniny przez szyszynkę.



Tym samym - hamowaniem przesunięć fazy rytmu około dobowej

Tym samym - hamowaniem przesunięć fazy rytmu około dobowej

aktywności lokomotorycznej i behawioralnej.

aktywności lokomotorycznej i behawioralnej.



Hamowanie prądów wywołanych pobudzeniem receptora GABA

Hamowanie prądów wywołanych pobudzeniem receptora GABA

A

A

w

w

neuronach SCN – co jest związane z tzw. inhibicją presynaptyczną.

neuronach SCN – co jest związane z tzw. inhibicją presynaptyczną.

DZIAŁANIE ZEGARA

DZIAŁANIE ZEGARA

BIOLOGICZNEGO

BIOLOGICZNEGO

DZIAŁANIE SEROTONINY -

DZIAŁANIE SEROTONINY -

PODSUMOWANIE

PODSUMOWANIE



Wszystkie receptory serotoniny wpływają na wrażliwość SCN

Wszystkie receptory serotoniny wpływają na wrażliwość SCN

na światło tj.

na światło tj.

osłabiają odpowiedzi SCN na bodźce

osłabiają odpowiedzi SCN na bodźce

świetlne

przenoszone

drogą

siatkówkowo-

świetlne

przenoszone

drogą

siatkówkowo-

podwzgórzową

podwzgórzową

(5HT1A, częściowo 5HT7) lub bezpośrednio

(5HT1A, częściowo 5HT7) lub bezpośrednio

wpływają na aktywność neuronów SCN - hamują wzbudzoną

wpływają na aktywność neuronów SCN - hamują wzbudzoną

światłem ekspresję białka Fos (5HT7, 5HT1B).

światłem ekspresję białka Fos (5HT7, 5HT1B).



Mogą one również modulować wyrzut glutaminianu

Mogą one również modulować wyrzut glutaminianu

bezpośrednio przy braku aktywacji RHT czyli czynników

bezpośrednio przy braku aktywacji RHT czyli czynników

fotycznych. W takim wypadku czynniki niefotyczne - głównie

fotycznych. W takim wypadku czynniki niefotyczne - głównie

behawioralne będą powodowały modulowanie fazy rytmów

behawioralne będą powodowały modulowanie fazy rytmów

okołodobowych za pośrednictwem serotoniny. Mechanizm

okołodobowych za pośrednictwem serotoniny. Mechanizm

tego działanie nie jest jeszcze do końca poznany.

tego działanie nie jest jeszcze do końca poznany.

UDZIAŁ SEROTONINY W REGULACJI

UDZIAŁ SEROTONINY W REGULACJI

ZEGARA BIOLOGICZNEGO

ZEGARA BIOLOGICZNEGO

SEROTONINA

Modelowanie pracy zegara
biologicznego

przez

osłabienie docierania do
SCN informacji świetlnych.

Zdolność
przesuwania

fazy

rytmu

aktywności

neuronalnej SCN.

Pośredniczy w działaniu
czynników

nie

świetlnych.

Kontrola zegara biologicznego umieszczonego w

JĄDRACH NADSKRZYŻOWANIOWYCH

PODWZGÓRZA (SCN).

L – tryptofan

L – tryptofan

5

-

hydroksytryptofan

5

-

hydroksytryptofan

5

-hydroksytryptamina

(serotonina)

5

-hydroksytryptamina

(serotonina)

Melatonina

Melatonina

ją

d

ra

s

zw

u

ją

d

ra

s

zw

u

sz

ys

zy

n

k

a

sz

ys

zy

n

k

a

POWSTAWANIE

POWSTAWANIE

MELATONINY

MELATONINY

REASUMUJĄC…

REASUMUJĄC…

Serotonina

Serotonina

nie

jest

niezbędna

do

nie

jest

niezbędna

do

prawidłowego

funkcjonowania

zegara

prawidłowego

funkcjonowania

zegara

biologicznego

biologicznego

(konieczny do tego jest szlak

(konieczny do tego jest szlak

siatkówkowo-podwzgórzowy).

Mimo

to

siatkówkowo-podwzgórzowy).

Mimo

to

wywiera ważny modulujący wpływ na jego

wywiera ważny modulujący wpływ na jego

pracę

pracę

. Zachodzi to głownie w drodze zmiany

. Zachodzi to głownie w drodze zmiany

odpowiedzi SCN na światło, w czym biorą

odpowiedzi SCN na światło, w czym biorą

udział

udział

receptory 5HT1A, 5HT1B, 5HT7

receptory 5HT1A, 5HT1B, 5HT7

. W

. W

środowisku naturalnym jest to ważne do

środowisku naturalnym jest to ważne do

minimalizowania czasu potrzebnego do

minimalizowania czasu potrzebnego do

„nastawienia”

zegara

biologicznego

i

„nastawienia”

zegara

biologicznego

i

dostosowania go do warunków świetlnych

dostosowania go do warunków świetlnych

środowiska.

środowiska.