Liebe Leserinnen und Leser von ADxS.org, bitte verzeihen Sie die Störung.

ADxS.org benötigt in 2024 rund 58.500 €. In 2023 erhielten wir Spenden von rund 29.370 €. Leider spenden 99,8 % unserer Leser nicht. Wenn alle, die diese Bitte lesen, einen kleinen Beitrag leisten, wäre unsere Spendenkampagne für das Jahr 2024 nach einigen Tagen vorbei. Dieser Spendenaufruf wird 23.000 Mal in der Woche angezeigt, jedoch nur 75 Menschen spenden. Wenn Sie ADxS.org nützlich finden, nehmen Sie sich bitte eine Minute Zeit und unterstützen Sie ADxS.org mit Ihrer Spende. Vielen Dank!

Seit dem 01.06.2021 wird ADxS.org durch den gemeinnützigen ADxS e.V. getragen. Spenden an den ADxS e.V. sind steuerlich absetzbar (bis 300 € genügt der Überweisungsträger als Spendenquittung).

Falls Sie lieber etwas aktiv beitragen möchten, finden Sie hier Ideen zum Mitmachen oder zur tätigen Unterstützung.

20247€ von 58500€ - Stand 31.05.2024
34%
Header Image
Serotonin

Inhaltsverzeichnis

Serotonin

Serotonin ist ein wichtiger Neurotransmitter im Zentralen Nervensystem (ZNS). Es hat zugleich periphere Bedeutung (im Körper). Diese Darstellung bezieht sich auf Serotonin im Gehirn.
Serotonin ist bei vielen neurophysiologischen Mechanismen involviert und hat einen breiten Regelungsbereich. Serotonin ist für die Stressreaktionen der HPA-Achse erforderlich.
Die tonische serotonerge Aktivität ist am höchsten in Phasen erwachenden Arousals, während sie in ruhigem Wachzustand und bei slow-wave-Schlaf verringert ist und während des REM-Schlafs ganz entfällt.1

1. Bildung von Serotonin

Peripher (im Körper) wird Serotonin vornehmlich in den enterochromaffinen Zellen der Darmmukosa synthetisiert.
Es wird im Blut von Thrombozyten und basophilen Granulozyten transportiert und kann so in fast jedem Körpergewebe seine Wirkung entfalten.2
Serotonin wird hauptsächlich in den Zellkörpern von Neuronen der Raphe-Kerne produziert.34

  • Dorsaler Raphe-Kern (DRN)
    • 50 % der DRN-Zellen synthetisieren Serotonin
  • Medialer Raphe-Kern (MRN)
    • 5 % der DRN-Zellen synthetisieren Serotonin

DRN wie MRN projizieren in zahlreiche kortikale und subkortikale Gehirnregionen, insbesondere:5

  • Amygdala
  • Hypothalamus
  • Thalamus
  • Colliculus superior
  • mPFC
  • sensomotorischer Kortex
  • Putamen
  • Nucleus caudatus
  • Septum

Tonische Serotoninfeureung erfolgt in einem Rhythmus von 1 bis 5 Peaks / Sekunde. Die Frequenz der Serotoninausschüttung wird durch Noradrenalin an Adrenozeptoren erhöht und durch Serotonin an den somatodendritischen 5-HT-1A-Autorezeptoren verringert.6 Somatodendritische und präsynaptische Serotoninautorezeptoren sind Teil einer negativen Feedbackschleife, die dazu dient, um eine zu hohe Serotoninproduktion zu begrenzen.7 Diese negative Feedbackschleife ist bei manchen Störungsbildern beeinträchtigt.
Serotonin-Neuronen exprimieren häufig auch andere Neurotransmitter, insbesondere GABA, Glutamat und Stickstoffoxid.8

Die Serotoninbildung wird erhöht durch

  • Vitamin D39 D3 erhöht dadurch (insbesondere im Winter) auch bei gesunden Menschen die Stimmung1011
    In Deutschland leiden 60 % aller Menschen unter D3-Mangel. Insbesondere in den Monaten Oktober bis April reicht die natürliche Sonneneinstrahlungsintensität nicht aus, um genügend D3 zu bilden. Mehr hierzu unter Vitamin D3 im Beitrag Vitamine und Mineralstoffe bei ADHS im Abschnitt Medikamente bei ADHS – Übersicht des Kapitels ADHS – Behandlung und Therapie. ADHS-Betroffene leiden überdurchschnittlich häufig unter D3-Mangel.
  • Acetyl-L-carnitin (0,5 g/kg über 25 Tage) erhöhte bei Mäusen den Serotoninspiegel im Cortex und den Noradrenalinspiegel im Hippocampus.12 GABA, Glutamat und Glutamin blieben unverändert.
  • Zen-Meditation
    Meditation kann den Serotoninspiegel des Gehirns langfristig erhöhen, also nicht nur während der Meditation selbst.13

Die Serotoninbildung wird verringert durch

  • Stress14

2. Regelbereiche von Serotonin

  • Impulskontrolle151617
  • Situationsgerechter Abruf von Verhaltensweisen, besonders auf Emotionen hin18
    • zusammen mit Dopamin
  • Steuerung der Intensität der Stressreaktion18
    • zusammen mit Dopamin
    • 5-HT innerviert insbesondere stark die stressintegrativen Strukturen des Vorderhirns, einschließlich19
      • Hippocampus
      • PFC
      • Amygdala
      • Hypothalamus
    • Eine Deaktivierung (Läsion) der Raphekerne (elektrolytisch oder neurochemisch mittels DHT) vermindert die Reaktionen der HPA-Achse auf Stress durch20
      • Bewegungseinschränkung (Serotoninverringerung vermindert ACTH-Sekretion um 50 %)21
        • dagegen keine Verringerung der ACTH-Sekretion durch 5-HT-Antagonisten auf Schwimmstress, Äther-Behandlung oder Endotoxin.
      • Äther22; anders dagegen 21
      • Gabe des 5-HT-Antagonisten DHT in den PVN in Bezug auf Stress durch Äther22
      • Glutamatgabe in den PVN23
        • was darauf hindeutet, dass Serotonin unmittelbar auf den PVN wirkt und dort Stressreaktionen vermittelt
        • ebenso übrigens auch Noradrenalin (via α1-Adrenozeptoren)24
      • Stimulation des dorsalen Hippocampus22
      • Stimulation der zentralen Amygdala22
        • wobei Serotonin diese stresshemmende Wirkung im PVN via 5-HT-2-Rezeptoren vermittelt24
    • Gabe eines 5HT2-Rezeptorantagonisten in die Amygdala hemmt die ACTH-Synthese auf Lichtstress25
      • Dies deutet darauf hin, dass Serotonin die HPA-Achse auch über limbische Strukturen aktiviert20
  • Emotionen/Gefühlssteuerung1426
    • Affektkontrolle18
      • zusammen mit Dopamin
    • Stimmung14
    • Aggression15161727
    • Ängstlichkeit15161719
    • Antrieb14
    • seelisches Wohlbefinden14
    • Gefühlsgedächtnis im Mandelkern und limbischen System14
  • Kontrolle der Reizstärke28
  • Niedriges Serotoninniveau bewirkt bei ADHS emotionale Defizite29
  • Schmerzwahrnehmung1526
  • Schlaf-Wach-Rhythmus3026
  • Essverhalten1526
  • Sexualverhalten3126
  • Antisoziale Persönlichkeitsstörung32
    Serotonin ist bedeutsam bei der pränatalen Gehirnentwicklung. In der frühen Entwicklung des ZNS beeinflusst Serotonin 17
  • Zellproliferation
  • Zellmigration
  • Zelldifferenzierung

Serotonin erhöht den Prolaktin- und den ACTH-Spiegel.33
Ein Serotoninmangel in der basolatoralen Amygdala bewirkt bei erwachsenen weiblichen Mäusen, die durch chronische 4-Vinylcycloxendiepoxid-Exposition eine Verarmung der Follikel und eine Abnahme der Serum-Östradiol- und Progesteronspiegel erlitten, eine Verringerung der Langzeitpotenzierung durch erhöhte Glutamat- und verringerte GABA-Spiegel, was Angstsymptome auslöst.34

3. Symptome von Serotoninmangel

Serotoninmangel im Gehirn:

  • Antriebsarmut14
  • Traurigkeit14
  • Ängste1435
  • Zwänge1429
  • depressive Verstimmungen / Depressionen1429135
  • Aggression161727135
  • Magen-/Darmbeschwerden14
    • Serotonin regelt als Botenstoff zugleich das Nervensystem des Verdauungstraktes14
    • Ess-Störungen / Sättigung35
  • emotionale Defizite29
  • inadäquate Exekutivfunktionen29
  • Lernschwierigkeiten29
    • Gedächtnisminderung35
  • Impulsinhibitionsprobleme (wenn zugleich Dopamin involviert)13
  • Schlafstörungen35
    Periphere (somatische) Symptome von Serotoninmangel:35
  • Vasokonstriktion (Koronarspasmen)
  • Colon irritabile (Reizdarm)
  • Fibromyalgie (Schmerzempfindlichkeit)
  • Skoliose
  • Thrombose-Neigung (Thrombozytenaggregation)
  • Inflammation (Immun-Dysfunktion)
  • Melatonin-Mangel

Serotoninmangel im Gehirn und im Körper:35

  • Kopfschmerzen
  • Migräne

Auch bei Schizophrenie ist Serotonin involviert.1
Auffällig ist, dass Serotoninmangel einerseits mit internalisierenden Störungsbildern (Depression, Angst) und gleichzeitig mit externalisierenden Störungsbildern (Aggression, Impulskontrolle, antisoziale Persönlichkeitsstörung) assoziiert ist.

4. Serotonin Neurone, Rezeptoren, Transporter

4.1. Serotonin-Rezeptoren

Die nachfolgende Darstellung der Serotonin-Rezeptoren beruht auf Jørgensen.36
Bislang sind 7 Hauptgruppen von Serotoninrezeptoren bekannt, 5-HT-1 bis 5-HT-7. Diese unterteilen sich wiederum in Untergruppen, z.B. 5-HT2a, 5-HT-2b, 5-TH-2c.

4.1.1. 5-HT1A

  • in den dorsalen Raphe-Kernen und im limbischen System
  • prä- und postsynaptisch37
  • hemmt Adenylatcyclase (AC)
    • Hemmung von AC bewirkt Gedächtnis- und Lerndefekte.38
    • Hemmung der AC durch Bindung an den Opiatrezeptor
    • Hemmung der AC trägt zur Entwicklung von Sucht bei38
    • Toxine wie Choleratoxin und Pertussistoxin wirken durch dauerhafte Aktivierung der Adenylatcyclase.38
  • Autorezeptor
    • präsynaptisch auf somatodendritischen Serotonin-Neuronen in den Raphe-Kernen39
    • hemmt die Serotoninproduktion der Raphe-Kerne4039
  • reguliert
    • Stimmung
      • Depression
      • Suizid
    • Angst
    • Temperatur
    • Füttern
    • Bewegung
    • Aggression (5-HT1A-Rezeptor verringert)41
    • Anorexie (5-HT1A-Rezeptor erhöht)42
  • Hohe Dichten von postsynaptischen 5-HT1A-Rezeptoren in:41
    • Hippocampus
    • Septum
    • Amygdala
    • entorhinaler Kortex
    • frontaler Kortex
  • vorwiegend inhibierend40
  • Agonisten:
    • 5-CT
    • 8-OH-DPAT
    • RU 24969
  • Antagonisten:
    • WAY-100635
    • Cyanopindolol
    • Metysergide
  • Stress
    • Akuter Stress verringerte die Genexpression des 5-HT1A-Rezeptors43 während die Genexpression des 5-HT7-Rezeptors in der CA1-Region des Hippocampus anstieg44
    • Corticosteron beeinflusst dosisabhängig 5-HT1A-Rezeptor-vermittelte Reaktionen im Hippocampus der Ratte in vitro und in vivo: Die Aktivierung nur des hochaffinen Mineralocorticoidrezeptors unterdrückt die 5-HT1A-Rezeptor-vermittelten Reaktionen, während die zusätzliche Aktivierung von Glucocorticoidrezeptoren mit niedrigerer Affinität die Wirkung von 5-HT verstärkt.45
    • Durch Glucocorticoide vermittelter chronischer Stress regelte bei Tieren die 5-HT1A-Rezeptoren im Hippocampus herunter.45
  • Funktionelle Variationen im 5-HT1A-Gen (HTR1A) scheinen zusammenzuhängen mit46
    • Persönlichkeitsmerkmalen negativer Emotionalität
    • der Entstehung von Angststörungen
  • 5-HT1A-Aktivierung senkt die NMDA-Rezeptor-vermittelten Ströme in Pyramidenneuronen des PFC.46

4.1.2. 5-HT1B

  • in Substantia nigra, Basalganglien, frontaler Cortex
  • reguliert
    • Neurotransmitterfreisetzung
      • Die Aktivierung von 5-HT1B hemmt die Transmitterfreisetzung.
        Dies verringert die exzitatorische Übertragung in den Thalamocorticalregionen des visuellen und des somatosensorischen Systems erheblich.
        5-HT1B-Rezeptoren scheinen so die Entwicklung des thalamischen Cortex durch Hemmung der Glutamatfreisetzung zu regulieren.46
      • 5-HT filtert glutamatergen Input aus Cortex und Thalamus in die basolaterale Amygdala durch Aktivierung präsynaptischer 5-HT1B-Rezeptoren, nicht durch 5-HT1A-Rezeptoren.47
    • Gefäßfunktionen
  • vorwiegend inhibierend48
  • Agonisten:
    • 5-CT
    • RU 24969
  • Antagonisten:
    • Cyanopindolol

4.1.3. 5-HT2A

  • im Cortex, Hippocampus, Nucleus Caudatus
  • stimuliert Phospholiphase
  • reguliert
    • Schlaf
    • motorische Funktionen
    • Verhalten
  • vorwiegend andere Wirkabläufe erleichternd48
  • Agonisten:
    • DOI
    • mCPP
    • S-α-methyl-serotonin / Sα-methyl-5-HT
  • Antagonisten:
    • Metergoline
    • Metysergide
    • Flourobenzoyl
    • Ketanserin
      • Gabe des 5HT2-Rezeptorantagonisten Ketanserin in die Amygdala hemmt die ACTH-Synthese auf Lichtstress25
        • Dies deutet darauf hin, dass Serotonin die HPA-Achse auch über limbische Strukturen aktiviert20
    • LY 53857
    • Quetiapin, Seroquel (Antipsychotikum)
  • Serotonin bewirkt an 5-HT2A eine Hemmung des Dopaminausstoßes. 5-HT2A-Antagonisten verhindern dies.
  • Serotonin unterstützt die exitatorischen Wirkungen von Glutamat im Nucleus motorius nervi facialis, der motorische Abläufe und die Gesichtsmimik steuert. Diese Unterstützung wird durch 5-HT2-Antagonisten verhindert.49
  • 5-HT2A wie 5-HT2C-Rezeptoren scheinen bei chronischer Aktivierung leicht eine Downregulation vorzunehmen, bei einer chronischen Unteraktivierung jedoch keiner Upregulation zu unterliegen. Zudem führt eine chronische Behandlung mit Serotoninantagonisten zu einer paradoxen Downregulation von 5-HT2A und 5-HT2C-Rezeptoren.40
  • 5-HT2A-Aktivierung erhöht die NMDA-Rezeptor-vermittelten Ströme in Pyramidenneuronen des PFC.((Lesch, Waider (2012): Serotonin in the Modulation of Neural Plasticity and Networks: Implications for Neurodevelopmental Disorders. Neuron VOLUME 76, ISSUE 1, P175-191, OCTOBER 04, 2012 DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.09.013
  • 5-HT1A- und 5-HT2A-Rezeptoren scheinen im Gehirn zusammenwirken50
    • 5-HT2A- und 5-HT1A-Rezeptoren sind im frontalen Kortex von Nagetieren in hohem Maße kolokalisiert
    • Gleichgewicht zwischen postsynaptischer 5-HT1A- und 5-HT2A-Rezeptoraktivität auf Neuronen kann den absteigenden erregenden Input in limbische und motorische Strukturen modulieren
    • 5-HT1A- und 5-HT2A-Rezeptoren scheinen eine Feinabstimmung der kortikalen Systeme vornehmen, die die Verhaltenshemmung und Selbstkontrolle modulieren.
    • Ein relativer Anstieg der 5-HT1A-Rezeptoraktivität im Vergleich zur 5-HT2A-Rezeptorbindung könnte möglicherweise zur Verhaltenshemmung und Überkontrolle beitragen, die bei Essstörungen häufig zu beobachten sind
    • ein Ungleichgewicht zwischen dem mesial-temporalen (Amygdala) und dem cingulären 5HT1A/2A-Rezeptor könnte ein Merkmal von Anorexie-Untergruppen sein und mit Verhaltenshemmung, Erwartungsangst oder der Integration von Kognition und Stimmung zusammenhängen
    • gemeinsam regulieren sie die Hemmung der Erkundung neuer Umgebungen

4.1.4. 5-HT2B

  • vorwiegend andere Wirkabläufe erleichternd48
  • Agonisten:
    • S-α-methyl-serotonin / Sα-methyl-5-HT

4.1.5. 5-HT2C

  • in Hypothalamus, Limbisches System, Basalganglien
  • reguliert
    • synaptische Plastizität (maßgeblich)46
    • Erektion des Penis
  • vorwiegend andere Wirkabläufe erleichternd48
  • Agonisten:
    • DOI
    • mCPP
    • MK 21
    • S-α-methyl-serotonin / Sα-methyl-5-HT
  • Antagonisten:
    • Metergoline
    • Metysergide
    • Ketanserin
      • Gabe des 5HT2-Rezeptorantagonisten Ketanserin in die Amygdala hemmt die ACTH-Synthese auf Lichtstress25
        • Dies deutet darauf hin, dass Serotonin die HPA-Achse auch über limbische Strukturen aktiviert20
    • LY 53857
    • SB 242084
    • Quetiapin / Seroquel (Antipsychotikum)
  • 5-HT2A wie 5-HT2C-Rezeptoren scheinen bei chronischer Aktivierung leicht eine Downregulation vorzunehmen, bei einer chronischen Unteraktivierung jedoch keiner Upregulation zu unterliegen. Zudem führt eine chronische Behandlung mit Serotonin-Antagonisten zu einer paradoxen Downregulation von 5-HT2A und 5-HT2C-Rezeptoren.40
  • 5-HT2C-Aktivierung erhöht die NMDA-Rezeptor-vermittelten Ströme in Pyramidenneuronen des PFC.46

4.1.6. 5-HT3

  • in Pons, Hirnstamm,36 entorhinaler Cortex, Area postrema40
  • reguliert
    • Erbrechensreflex
    • gastrointestinale Bewegungen (z.B. Darmbewegungen)
    • Kardiovaskuläres System
    • Schmerzwahrnehmung51
    • Belohnungssystem51
    • Kognition51
    • Depression51
    • Angstkontrolle51
  • schnell exzitatorisch wirkend48
  • Agonisten:
    • SR 57227
    • m-CPBG
    • Y-25130
    • Ondansetrone
    • ICS 205-930
  • Stimulation der 5-HT3-Rezeptoren im Striatum erhöht den endogenen Dopaminausstoss.6
  • 5-HT3R-Antagonisten51
    • hemmen die Bindung von Serotonin an postsynaptische 5-HT3-Rezeptor
    • erhöhen die Verfügbarkeitvon Serotonin für andere Rezeptoren wie 5-HT1A, 1B und 1D sowie 5-HT2
    • wirken antidepressiv
    • spielen eine wichtige Rolle bei Stimmungs- und Stressstörungen

4.1.7. 5-HT4

  • in Cortex, Hypothalamus
  • reguliert
    • Gedächtnis
    • Neurotransmitterfreisetzung
  • erleichtert andere Wirkabläufe48
  • Agonist:
    • RS 67506
  • Antagonisten:
    • ICS 205-930
    • RS 2359

4.1.8. 5-HT5A

  • in Cortex, Hippocampus, Hypothalamus
  • reguliert
    • Schlaf
    • motorische Funktionen
    • Verhalten
  • Agonisten:
    • 5-CT

4.1.9. 5-HT5B

  • in den dorsalen Raphekernen, in CA 1-Region des Hippocampus, Riechkolben
  • reguliert
    • unbekannt

4.1.10. 5-HT6

  • in Striatum, Hippocampus, Cortex
  • reguliert
    • cholinerges System
    • Fütterung
  • Antagonisten:
    • Metergoline

4.1.11. 5-HT7

  • in Limbisches System, Nucleus suprachiasmaticus, dorsale Raphekerne
  • reguliert
    • Stimmung
    • Angst
    • Temperatur
    • Schlafzyklen
  • erleichtert andere Wirkabläufe48
  • Agonisten:
    • 5-CT
    • 8-OH-DPAT
  • Antagonisten:
    • Metergoline
    • Metysergide
  • Stress
    • Akuter Stress erhöhte die Genexpression des 5-HT7-Rezeptors in der CA1-Region des Hippocampus,44 während die Genexpression des 5-HT1A-Rezeptors abnahm43

4.2. Wirkung antidepressiver Medikamente und Behandlung auf Rezeptoren

Die nachfolgende Darstellung beruht auf Cooper et al.52

4.2.1. Somatodendritischer 5-HT-1A-Autorezeptor

  • SSRI: Langzeiteinnahme verringert Rezeptorempfindlichkeit
  • MAO-A-Wiederaufnahmehemmer: Langzeiteinnahme verringert Rezeptorempfindlichkeit
  • 5-HT-1A-Agonisten: Langzeiteinnahme verringert Rezeptorempfindlichkeit
  • Trizyklische Antidepressiva: keine Auswirkung
  • Elektrokrampftherapie: keine Auswirkung
    Die Wirkungen von SSRI, MAO-A-Wiederaufnahmehemmern und 5-HT-1A-Agonisten könnten als eine Verringerung der Upregulation des Rezeptors auf Serotoninmangel verstanden werden.

4.2.2. Präsynaptische 5-HT-Autorezeptoren

  • SSRI: Langzeiteinnahme verringert Rezeptorempfindlichkeit
  • MAO-A-Wiederaufnahmehemmer: keine Auswirkung
  • 5-HT-1A-Agonisten: keine Auswirkung
  • Trizyklische Antidepressiva: keine Auswirkung
  • Elektrokrampftherapie: keine Auswirkung

4.2.3. Präynaptische Alpha-2-Adrenozeptoren

  • SSRI: keine Auswirkung
  • MAO-A-Wiederaufnahmehemmer: Langzeiteinnahme verringert Rezeptorempfindlichkeit
  • Elektrokrampftherapie: keine Auswirkung

4.2.4. Postsynaptische 5-HT-Rezeptoren

  • SSRI: keine Auswirkung
  • MAO-A-Wiederaufnahmehemmer: keine Auswirkung oder verringerte Rezeptorempfindlichkeit durch Langzeiteinnahme
  • 5-HT-1A-Agonisten: keine Auswirkung
  • Trizyklische Antidepressiva: Langzeiteinnahme erhöht Rezeptorempfindlichkeit
  • Elektrokrampftherapie: Langzeitbehandlung erhöht Rezeptorempfindlichkeit

4.2.5. Serotoninspiegelveränderung

  • SSRI: Erhöhung
  • MAO-A-Wiederaufnahmehemmer: Erhöhung
  • 5-HT-1A-Agonisten: Erhöhung
  • Trizyklische Antidepressiva: Erhöhung
  • Elektrokrampftherapie: Erhöhung

5. Wiederaufnahme und Abbau von Serotonin

5.1. Serotonintransporter

Psychosozialer Stress führte bei Trägern des S-Allels des Serotonintransporters zu einem signifikant geringeren Volumen der grauen Substanz im präzentralen Gyrus, in den mittleren und oberen frontalen Gyri, im frontalen Pol und im cingulären Gyrus als bei Trägern des L-Allels. Das Volumen der grauen Substanz im frontalen Pol und im vorderen cingulären Gyrus vermittelte die Assoziation dieser Gen-Umwelt-Interaktion mit der Anzahl der ADHS-Symptome.53

Der GR-9β-Haplotyp des Glucocorticoidrezeptor-Gens NR3C1 ist mit erhöhten ADHS-Risiko assoziiert. Bei Trägern dieses Haplotyps korreliert Stressbelastung und ADHS-Schweregrad stärker als bei Nicht-Trägern. Diese Gen-Umwelt-Interaktion ist nochmals verstärkt, wenn diese zugleich Träger des homozygoten 5-HTTLPR L-Allels waren, anstatt des S-Allels. Diese zwei- und dreiseitigen Wechselwirkungen spiegelten sich im Volumen der grauen Substanz des Kleinhirns, des parahippocampalen Gyrus, des intracalcarinen Kortex und des Gyrus angularis. Dies belegt, dass Genvarianten im Stressreaktionsweg der HPA-Achse beeinflussen, wie Stressbelastung auf den Schweregrad von ADHS und die Gehirnstruktur wirkt.54

5.2. Serotoninabbau

Serotonin wird abgebaut durch

  • MAO-A (Hauptabbauweg)
  • MAO-B
  • Aldehyddehydrogenasen
  • Acetylierung
    • darauffolgend Methylierung zu Melatonin durch Serotonin-N-Acetyltransferase (AANAT) und Acetylserotonin-O-Methyltransferase (ASMT) unter Verbrauch des Methylgruppendonators S-Adenosylmethionin (SAM)

Serotonin wird zu 5-HIAA (5-Hydroxyindolylessigsäure) abgebaut.

6. Serotonin und ADHS

ADHS ist vornehmlich dopaminerg, in zweiter Linie noradrenerg bedingt. Es besteht eine weitere, wenn auch geringere, Verbindung zum serotonergen System.
Serotonin ist bei ADHS somit eher nachrangig involviert und soll mehr bei ADHS-I (ohne Hyperaktivität) relevant sein.55

Wir fragen uns allerdings, ob ein Serotoninmangel zu den bei ADHS-HI häufig abgeflachten HPA-Reaktionen beitragen könnte. Offen ist, wie dies mit den bei ADHS-I häufig überhöhten HPA-Achsen-Reaktionen in Übereinstimmung gebracht werden kann.

Eine Studie an Kindern mit ADHS fand, dass eine erhöhte Methylierung des Promotors des Serotonin-Transporter-Gens mit erhöhter Hyperaktivität und Impulsivität und vermehrte impulsiver Fehler in einer Daueraufmerksamkeitsaufgabe korrelierte.56 Eine andere Studie fand demgegenüber, dass eine niedrigere Methylierung des Serotonin-Transporter-Gens (und des DRD4-Gens) bei Neugeborenen mit erhöhten ADHS-Symptomen im Alter von 6 Jahren korrelierte.57
Empirisch ist eine Wirkung von serotonergen Medikamenten auf Impulsivität bekannt.

Die vornehmlich im Striatum befindlichen Dopamintransporter (DAT), die bei ADHS überaktiviert sind, haben im Striatum zugleich eine serotonerge Affinität, nehmen also auch Serotonin wieder auf,58 zumindest wenn die Serotonintransportertätigkeit eingeschränkt ist.59
Eine direkt im Striatum verursachte Serotoninerhöhung erhöhte zugleich die Dopaminkonzentration im Striatum.60

Die Einnahme von Methylphenidat soll Auswirkungen auf den Serotoninspiegel haben.29

7. Weitere psychische Störungen aufgrund Fehlfunktionen des serotonergen Systems

  • Depression6162
  • Angststörungen462
  • Schizophrenie462
  • Suchterkrankungen462
  • kindlicher Autismus63641765
  • Essstörungen62
  • Erbrechen62
  • Zwangsstörungen6762
  • Krebs62
  • Circadiane Rhythmusstörungen62
  • Entwicklungsstörungen62
  • Migräne62
  • Neurodegenerative Störungen62
  • Muskelzuckungen (Myoclonus)62
  • Schmerzempfindlichkeit62
  • Prämenstruelles Syndrom62
  • Posttraumatische Belastungsstörung62
  • Sexuelle Störungen62
  • Schlafstörungen62
  • Stressstörungen62
    • Die Aktivierung von Serotonin 5-HT-1A -Rezeptoren im dorsomedialen Hypothalamus hemmt bei Ratten die stressinduzierte Aktivierung der HPA-Achse.68

8. Behandlung mittels serotonerger Medikamente (Störungsbilder)

  • Depression67
  • Zwangsstörungen67
  • Angst- und Panikstörungen67

  1. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 291

  2. DocCheck Flexikon: Serotonin. Deutsch

  3. De Deurwaerdère P, Di Giovanni G (2017): Serotonergic modulation of the activity of mesencephalic dopaminergic systems: Therapeutic implications. Prog Neurobiol. 2017 Apr;151:175-236. doi: 10.1016/j.pneurobio.2016.03.004. PMID: 27013075. REVIEW

  4. Lesch (2001): Serotonergic gene expression and depression: implications for developing novel antidepressants. Journal of Affective Disorders 2001;62:57-76

  5. Hale MW, Lowry CA (2011): Functional topography of midbrain and pontine serotonergic systems: implications for synaptic regulation of serotonergic circuits. Psychopharmacology (Berl). 2011 Feb;213(2-3):243-64. doi: 10.1007/s00213-010-2089-z. Epub 2010 Nov 19. PMID: 21088958. REVIEW

  6. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 290, 295

  7. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 290

  8. Aquili L (2020): The Role of Tryptophan and Tyrosine in Executive Function and Reward Processing. Int J Tryptophan Res. 2020 Oct 22;13:1178646920964825. doi: 10.1177/1178646920964825. PMID: 33149600; PMCID: PMC7586026. REVIEW

  9. Patrick, Ames (2014): Vitamin D hormone regulates serotonin synthesis. Part 1: relevance for autism. The FASEB Journal 2014 28:6, 2398-2413

  10. Lansdowne, Provost (1998): Vitamin D3 enhances mood in healthy subjects during winter Psychopharmacology (1998) 135: 319. https://doi.org/10.1007/s002130050517

  11. Partonen (1998): Vitamin D and serotonin in winter, Medical Hypotheses, Volume 51, Issue 3, 1998, Pages 267-268, ISSN 0306-9877, https://doi.org/10.1016/S0306-9877(98)90085-8.

  12. Smeland, Meisingset, Borges, Sonnewald (2012): Chronic acetyl-L-carnitine alters brain energy metabolism and increases noradrenaline and serotonin content in healthy mice. Neurochem Int. 2012 Jul;61(1):100-7. doi: 10.1016/j.neuint.2012.04.008.

  13. Müller, Candrian, Kropotov (2011): ADHS – Neurodiagnostik in der Praxis, Springer, Seite 86, mit weiteren Nachweisen

  14. Simchen, Helga: http://helga-simchen.info/Thesen-zu-ADS; dort: was bewirken die Botenstoffe?

  15. Lucki (1998): The spectrum of behaviors influenced by serotonin. Biol Psychiatry 1998;44:151-162.

  16. Ewald, Flint, Degn, Mors, Kruse (1997):. A functional variant of the serotonin transporter gene in families with bipolar affective disorder. J Affect Disord 1997;48:135-144.

  17. Lesch, Mössner (1998): Genetically driven variation in serotonin uptake: is there a link to affective spectrum, neurodevelopmental, and neurodegenerative disorders? Biol Psychiatry 1998;44:179-192

  18. Rensing, Koch, Rippe, Rippe (2006): Der Mensch im Stress; Psyche, Körper, Moleküle; Elsevier Spektrum (heute: Springer), Kapitel 4: neurobiologische Grundlagen von Stressreaktionen, Seite 82

  19. Lowry (2002): Functional Subsets of Serotonergic Neurones: Implications for Control of the Hypothalamic‐Pituitary‐Adrenal Axis. Journal of Neuroendocrinology, 14: 911-923. doi:10.1046/j.1365-2826.2002.00861.x

  20. Herman, Figueiredo, Mueller, Ulrich-Lai, Ostrander, Choi, Cullinan (2003): Central mechanisms of stress integration: hierarchical circuitry controlling hypothalamo-pituitary-adrenocortical responsiveness. Front Neuroendocrinol. 2003 Jul;24(3):151-80.

  21. Jørgensen, Knigge, Kjær, Vadsholt, Warberg (1998): Serotonergic involvement in stress-induced ACTH release, Brain Research, Volume 811, Issues 1–2, 1998, Pages 10-20, ISSN 0006-8993

  22. Feldman, Conforti, Melamed (1987): Paraventricular nucleus serotonin mediates neurally stimulated adrenocortical secretion, Brain Research Bulletin, Volume 18, Issue 2, 1987, Pages 165-168, ISSN 0361-9230, https://doi.org/10.1016/0361-9230(87)90186-9

  23. Feldman, Weidenfeld (1997): Hypothalamic mechanisms mediating glutamate effects on the hypothalamo-pituitary-adrenocortical axis, Journal of Neural Transmission (1997) 104: 633. https://doi.org/10.1007/BF01291881

  24. Feldman, Weidenfeld (1998): The Excitatory Effects of the Amygdala on Hypothalamo-Pituitary-Adrenocortical Responses Are Mediated by Hypothalamic Norepinephrine, Serotonin, and CRF-41, Brain Research Bulletin, Volume 45, Issue 4, 1998, Pages 389-393, ISSN 0361-9230, https://doi.org/10.1016/S0361-9230(97)00384-5.

  25. Feldman, Newman, Gur, Weidenfeld (1998): Role of serotonin in the amygdala in hypothalamo-pituitaryadrenocortical responses. NeuroReport: June 22nd, 1998 – Volume 9 – Issue 9 – p 2007–2009

  26. Schloss, Williams (1998): The serotonin transporter: a primary target for antidepressant drugs. Psychopharmacology 1998;12:115-121

  27. Hinghofer-Szalkay: Humoral-neuronale Steuerung und Kontrolle von Organsystemen: Azetylcholin, Amine, Purine, Peptide, lokale Mediatoren

  28. Oades, Röpcke (2000).: Neurobiologische Grundlagen der Aufmerksamkeit: „Über die Freiheit der Wahl“. Sprache – Stimme – Gehör 24 (2000) 49 – 56

  29. Müller, Candrian, Kropotov (2011): ADHS – Neurodiagnostik in der Praxis, Springer, Seite 86

  30. Becker (2007): Zusammenhang zwischen der Lautstärkeabhängigkeit akustisch evozierter Potentiale und dem 5-HTTLPR, Dissertation, Seite 6, mit Verweis auf Lucki (1998): The spectrum of behaviors influenced by serotonin. Biol Psychiatry 1998;44:151-162.

  31. Becker (2007): Zusammenhang zwischen der Lautstärkeabhängigkeit akustisch evozierter Potentiale und dem 5-HTTLPR, Dissertation, Seite 6, mit Verweis auf Lucki (1998): The spectrum of behaviors influenced by serotonin. Biol Psychiatry1998;44:151-162.

  32. Ivanov, Flory, Newcorn, Halperin (2018): Childhood serotonergic function and early adult outcomes in youth with ADHD: A 15-year follow-up study. Eur Neuropsychopharmacol. 2018 Nov 16. pii: S0924-977X(18)30813-7. doi: 10.1016/j.euroneuro.2018.09.001.

  33. Jørgensen (2007): Studies on the neuroendocrine role of serotonin. Dan Med Bull. 2007 Nov;54(4):266-88.

  34. Wang, Liu, Xiong, Di, Yuan, Wu, Chen (2019): Reduced serotonin impairs long-term depression* (*gemeint ist wohl: potentation) in basolateral amygdala complex and causes anxiety-like behaviors in a mouse model of perimenopause. Exp Neurol. 2019 Aug 1;321:113030. doi: 10.1016/j.expneurol.2019.113030.

  35. Römmler (2005): Das Serotonin-Defizit-Syndrom

  36. Jørgensen (2007): Studies on the neuroendocrine role of serotonin; Dan Med Bull 2007;54:266-88

  37. Lesch, Waider (2012): Serotonin in the modulation of neural plasticity and networks: implications for neurodevelopmental disorders. Neuron. 2012 Oct 4;76(1):175-91. doi: 10.1016/j.neuron.2012.09.013

  38. Spektrum.de: Adenylatcyclase

  39. Staley JK, Malison RT, Innis RB (1998): Imaging of the serotonergic system: interactions of neuroanatomical and functional abnormalities of depression. Biol Psychiatry. 1998 Oct 1;44(7):534-49. doi: 10.1016/s0006-3223(98)00185-1. PMID: 9787877.

  40. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 295

  41. Lanfumey L, Hamon M (2000): Central 5-HT(1A) receptors: regional distribution and functional characteristics. Nucl Med Biol. 2000 Jul;27(5):429-35. doi: 10.1016/s0969-8051(00)00107-4. PMID: 10962246. REVIEW

  42. Bailer UF, Frank GK, Henry SE, Price JC, Meltzer CC, Mathis CA, Wagner A, Thornton L, Hoge J, Ziolko SK (2007): Becker CR, McConaha CW, Kaye WH. Exaggerated 5-HT1A but normal 5-HT2A receptor activity in individuals ill with anorexia nervosa. Biol Psychiatry. 2007 May 1;61(9):1090-9. doi: 10.1016/j.biopsych.2006.07.018. PMID: 17241616.

  43. Lopez et al. 1999 nach Jørgensen (2007): Studies on the neuroendocrine role of serotonin. Dan Med Bull. 2007 Nov;54(4):266-88.

  44. Yau et al. 2001 nach Jørgensen (2007): Studies on the neuroendocrine role of serotonin. Dan Med Bull. 2007 Nov;54(4):266-88.

  45. Meijer, Kortekaas, Oitzl, de Kloet (1998): Acute rise in corticosterone facilitates 5-HT1A receptor-mediated behavioural responses. European Journal of Pharmacology, Volume 351, Issue 1, 1998, Pages 7-14, ISSN 0014-2999, https://doi.org/10.1016/S0014-2999(98)00289-1.

  46. Lesch, Waider (2012): Serotonin in the Modulation of Neural Plasticity and Networks: Implications for Neurodevelopmental Disorders. Neuron VOLUME 76, ISSUE 1, P175-191, OCTOBER 04, 2012 DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.09.013

  47. Guo, O’Flaherty, Rainnie (2017): Serotonin gating of cortical and thalamic glutamate inputs onto principal neurons of the basolateral amygdala. Neuropharmacology. 2017 Nov;126:224-232. doi: 10.1016/j.neuropharm.2017.09.013.

  48. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 297

  49. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 296

  50. Kaye W (2008): Neurobiology of anorexia and bulimia nervosa. Physiol Behav. 2008 Apr 22;94(1):121-35. doi: 10.1016/j.physbeh.2007.11.037. Epub 2007 Nov 29. PMID: 18164737; PMCID: PMC2601682. REVIEW

  51. Bhatt, Devadoss, Manjula, Rajangam (2021): 5-HT3 receptor antagonism a potential therapeutic approach for the treatment of depression and other disorders. Curr Neuropharmacol. 2021;19(9):1545-1559. doi: 10.2174/1570159X18666201015155816. PMID: 33059577.

  52. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 292

  53. van der Meer, Hoekstra, Zwiers, Mennes, Schweren, Franke, Heslenfeld, Oosterlaan, Faraone, Buitelaar, Hartman (2015): Brain Correlates of the Interaction Between 5-HTTLPR and Psychosocial Stress Mediating Attention Deficit Hyperactivity Disorder Severity. Am J Psychiatry. 2015 Aug 1;172(8):768-75. doi: 10.1176/appi.ajp.2015.14081035. PMID: 25998280. n = 701

  54. van der Meer, Hoekstra, Bralten, van Donkelaar, Heslenfeld, Oosterlaan, Faraone, Franke, Buitelaar, Hartman (2016): Interplay between stress response genes associated with attention-deficit hyperactivity disorder and brain volume. Genes Brain Behav. 2016 Sep;15(7):627-36. doi: 10.1111/gbb.12307. PMID: 27391809.

  55. Simchen, Helga: http://helga-simchen.info/Thesen-zu-ADS; dort: was bewirken die Botenstoffe?; Abschnitt 8

  56. Park, Lee, Kim, Cho, Yun, Han, Cheong, Kim (2015): Associations between serotonin transporter gene (SLC6A4) methylation and clinical characteristics and cortical thickness in children with ADHD. Psychol Med. 2015 Oct;45(14):3009-17. doi: 10.1017/S003329171500094X. PMID: 26017091.

  57. van Mil, Steegers-Theunissen, Bouwland-Both, Verbiest, Rijlaarsdam, Hofman, Steegers, Heijmans, Jaddoe, Verhulst, Stolk, Eilers, Uitterlinden, Tiemeier (2014): DNA methylation profiles at birth and child ADHD symptoms. J Psychiatr Res. 2014 Feb;49:51-9. doi: 10.1016/j.jpsychires.2013.10.017. PMID: 24290898.

  58. Jackson, Wightman (1995): Dynamics of 5-hydroxytryptamine released from dopamine neurons in the caudate putamen of the rat. Brain Research. 1995; 674: 163-166

  59. Norrholm, Horton, Dwoskin (2007): The Promiscuity of the Dopamine Transporter: Implications for the Kinetic Analysis of [3H]Serotonin Uptake in Rat Hippocampal and Striatal Synaptosomes; Neuropharmacology. 2007 Dec; 53(8): 982–989. doi: 10.1016/j.neuropharm.2007.10.001, PMCID: PMC2245871, NIHMSID: NIHMS35794

  60. De Deurwaerdère, Bonhomme, Lucas, Le Moal, Spampinato (1996): Serotonin enhances striatal dopamine outflow in vivo through dopamine uptake sites. Journal of Neurochemistry. 1996; 66: 210-215

  61. Becker (2007): Zusammenhang zwischen der Lautstärkeabhängigkeit akustisch evozierter Potentiale und dem 5-HTTLPR, Dissertation, Seite 10, mit Verweis auf Owens & Nemeroff, 1994

  62. Cooper, Bloom, Roth (2003): The Biochemical Basis of Neuropharmacology, Seite 299

  63. Ewald, Flint, Degn, Mors, Kruse (1997):. A functional variant of the serotonin transporter gene in families with bipolar affective disorder. J Affect Disord 1997;48:135-144

  64. Becker (2007): Zusammenhang zwischen der Lautstärkeabhängigkeit akustisch evozierter Potentiale und dem 5-HTTLPR, Dissertation, Seite 6

  65. Heninger (1995): Indoleamines: The role of serotonin in clinical disorders. In: Psychopharmacology: the Fourth Generation of Progress. 1995; pp. 471-482.

  66. Cloninger (1987): Neurogeneric adaptive mechanisms in alcoholism. Science 1987;236:410-416

  67. Blier, de Montigny (1999): Serotonin and drug-induced therapeutic responses in major depression, obsessive-compulsive and panic disorders. Neuropsychopharmacology. 1999 Aug;21(2 Suppl):91S-98S

  68. Stamper, Hassell, Kapitz, Renner, Orchinik, Lowry (2017): Activation of 5-HT1A receptors in the rat dorsomedial hypothalamus inhibits stress-induced activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Stress. 2017 Mar;20(2):223-230. doi: 10.1080/10253890.2017.1301426. PMID: 28345385.