gastro-jРоссийский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологииRussian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology1382-43762658-6673«Gastro» LLCgastro-j-1270Research ArticleЛЕКЦИИ И ОБЗОРЫLECTURES AND REVIEWSРоль серотонина в физиологии и патологии желудочно-кишечного трактаRole of serotonin in physiology and diseases of gastro-intestinal tractБариновЭ. Ф.BarinovE. F.

Баринов Эдуард Федорович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии

83003, Донецк, пр. Ильича, 16

barinoff@dsmu.edu.uaСулаеваО. Н.SulayevaO. N.

Сулаева Оксана Николаевна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

83003, Донецк, пр. Ильича, 16

oksanahistology@gmail.comДонецкий национальный медицинский университет им. М. ГорькогоУкраинаM. Gorky Donetsk National Medical UniversityUkraine201217042012222413Copyright © Баринов Э.Ф., Сулаева О.Н., 20122012Баринов Э.Ф., Сулаева О.Н.Barinov E.F., Sulayeva O.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gastro-j.ru/jour/article/view/1270

Цель обзора. Проанализировать информацию, опубликованную в научной литературе, о роли серотонина в регуляции структурного гомеостаза органов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), реализации компенсаторно-приспособительных и патологических процессов при ульцерогенезе в гастродуоденальной зоне.Основные положения. Основным источником серотонина в организме являются энтерохромаффинные клетки и интрамуральные нейроны ЖКТ. При анализе патогенеза атопических/аллергических заболеваний важно учитывать также тучные клетки, освобождающие серотонин.Секретируемый серотонин накапливается в тромбоцитах и освобождается при агрегации. Это определяет его участие в патогенезе заболеваний, связанных с нарушением моторики, микроциркуляции, воспалением и дизрегенерацией.Авторы обсуждают рецепторспецифическое влияние серотонина на гистогематические барьеры ЖКТ, синаптическую передачу, регуляцию локальной и системной афферентации, моторику желудка и кишки, а также участие защитных механизмов. Показана иммуномодулирующая роль серотонина, реализуемая путем модуляции цитокиновой секреции дендритных клеток и лимфоцитов.

The aim of review

The aim of review. To analyze the information published in scientific literature on a role of serotonin in regulation of structural homeostasis of gastro-intestinal tract (GIT) organs, realizations of compensatory-adaptive and pathological processes at ulcerogenesis in gastroduodenal zone.

Original positions

Original positions. Enterochromaffin cells and intramural neurons of GIT are main source of serotonin in the body. At analysis of pathogenesis of atopic/allergic diseases it is important to take into account mast cells releasing serotonin as well. The secreted serotonin is accumulated in platelets and released at aggregation. It determines its involvement in pathogenesis of the diseases related to disorders of motility, microcirculation, inflammation and disregeneration. Authors discuss receptor-specific effects of serotonin on blood-tissue barriers of GIT, synaptic transmission, regulation of local and systemic afferentation, motility of the stomach and intestine, and mechanisms of defense. Immunomodulating role of serotonin realized by modulation of cytokine secretion of dendritic cells and lymphocytes is demonstrated.

серотонинжелудочно-кишечный трактserotoningastro-intestinal tractReferencesАруин Л.И. Новая морфологическая классификация хронических гастритов (модификация Сиднейской системы) // Арх. пат. – 1997, № 3. – С. 3–7.Аруин Л.И. Новая морфологическая классификация хронических гастритов (модификация Сиднейской системы) // Арх. пат. – 1997, № 3. – С. 3–7.Aruin L.I. New morphological classification of chronic gastrites (modification of the Sydney system) // Arch. path. – 1997, N 3. – P. 3–7.Aruin L.I. New morphological classification of chronic gastrites (modification of the Sydney system) // Arch. path. – 1997, N 3. – P. 3–7.Козырев С.А. Гастродуоденальные язвы. – Минск: Беларусь, 2007. – 140 с.Козырев С.А. Гастродуоденальные язвы. – Минск: Беларусь, 2007. – 140 с.Kozyrev S.A. Gastroduodenal ulcers. – Minsk: Byelorussia, 2007. – 140 p.Kozyrev S.A. Gastroduodenal ulcers. – Minsk: Byelorussia, 2007. – 140 p.Опарин А.Н. Психосоматические механизмы нарушения иммунной системы при язве ДПК // Сучасна гастроентерол. – 2008. – Т. 42, № 2. – С. 23–25.Опарин А.Н. Психосоматические механизмы нарушения иммунной системы при язве ДПК // Сучасна гастроентерол. – 2008. – Т. 42, № 2. – С. 23–25.Oparin A.N. Psychosomatic mechanisms of disorders of immune system at duodenal ulcer // Suchasna gastroenterol. – 2008. – Vol. 42, N 2. – P. 23–25.Oparin A.N. Psychosomatic mechanisms of disorders of immune system at duodenal ulcer // Suchasna gastroenterol. – 2008. – Vol. 42, N 2. – P. 23–25.Осадчук А.М., Осадчук М.А., Балашов А.В., Кветной И.М. Роль диффузной эндокринной системы и клеточного обновления колоноцитов в формировании клинических вариантов синдрома раздраженного кишечника у лиц молодого возраста // Клин. мед. – 2008. – № 3. – С. 33–36.Осадчук А.М., Осадчук М.А., Балашов А.В., Кветной И.М. Роль диффузной эндокринной системы и клеточного обновления колоноцитов в формировании клинических вариантов синдрома раздраженного кишечника у лиц молодого возраста // Клин. мед. – 2008. – № 3. – С. 33–36.Osadchuk A.M., Osadchuk M.A., Balashov A.V., Kvetnoy I.M. The role of diffuse endocrine system and regeneration of colonocytes in development of clinical variants of irritable bowel syndrome in young patients // Klin. med. – 2008. – N 3. – P. 33–36.Osadchuk A.M., Osadchuk M.A., Balashov A.V., Kvetnoy I.M. The role of diffuse endocrine system and regeneration of colonocytes in development of clinical variants of irritable bowel syndrome in young patients // Klin. med. – 2008. – N 3. – P. 33–36.Рапопорт С.И., Жернакова Н.И., Прощаев К.И., Кветной И.В. Язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки: морфофункциональные, нейроэндокринные и клинические параллели // Клин. мед. – 2008. – № 5. – С. 28–30.Рапопорт С.И., Жернакова Н.И., Прощаев К.И., Кветной И.В. Язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки: морфофункциональные, нейроэндокринные и клинические параллели // Клин. мед. – 2008. – № 5. – С. 28–30.Rapoport S.I., Zhernakova N.I., Proshchayev K.I., Kvetnoy I.V. Peptic ulcer of the stomach and duodenum: morphofunctional, neuroendocrinal and clinical parallels // Klin. med. – 2008. – N 5. – P. 28–30.Rapoport S.I., Zhernakova N.I., Proshchayev K.I., Kvetnoy I.V. Peptic ulcer of the stomach and duodenum: morphofunctional, neuroendocrinal and clinical parallels // Klin. med. – 2008. – N 5. – P. 28–30.Barnes N.A, Sharp T. A review of central 5-HT receptors and their function. Neuropsychopharmacology. – 1999. – Vol. 38. – Р. 1083–1152.Barnes N.A, Sharp T. A review of central 5-HT receptors and their function. Neuropsychopharmacology. – 1999. – Vol. 38. – Р. 1083–1152.Bayer H., Muller T., Myrtek D., Sorichter S. Serotoninergic receptors on human airway epithelial cells // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. – 2007. – Vol. 36, N 1. – Р. 85–93.Bayer H., Muller T., Myrtek D., Sorichter S. Serotoninergic receptors on human airway epithelial cells // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. – 2007. – Vol. 36, N 1. – Р. 85–93.Blackshaw L.A., Gebhart G.F. The pharmacology of gastrointestinal nociceptive pathways // Curr. Opin. Pharmacol. – 2009. – Vol. 2. – Р. 642– 649.Blackshaw L.A., Gebhart G.F. The pharmacology of gastrointestinal nociceptive pathways // Curr. Opin. Pharmacol. – 2009. – Vol. 2. – Р. 642– 649.Cloez-Tayarani, Changeux J.P. Nicotine and serotonin in immune regulation and inflammatory processes: a perspective // J. Leukoc. Biol. – 2007. – Р. 81, N 3. – Р. 599–606.Cloez-Tayarani, Changeux J.P. Nicotine and serotonin in immune regulation and inflammatory processes: a perspective // J. Leukoc. Biol. – 2007. – Р. 81, N 3. – Р. 599–606.Czura C.J., Tracey K.J. Autonomic neural regulation of immunity // J. Int. Med. – 2005. – Vol. 257. – Р. 156–166.Czura C.J., Tracey K.J. Autonomic neural regulation of immunity // J. Int. Med. – 2005. – Vol. 257. – Р. 156–166.Daniela M.S., Shulkes A., Anthony J.M. An enteric signal regulates putative g astrointestinal presympathetic vasomotor neurons in rats // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2006. – Р. 625–633.Daniela M.S., Shulkes A., Anthony J.M. An enteric signal regulates putative g astrointestinal presympathetic vasomotor neurons in rats // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2006. – Р. 625–633.Dürk T., Panther E., Müller T. et al. 5-Hydroxytryptamine modulates cytokine and chemokine production in LPSprimed human monocytes via stimulation of different 5-HTR subtypes // Intern. Immunol. – 2005. – Vol. 17, N 5. – Р. 599–606.Dürk T., Panther E., Müller T. et al. 5-Hydroxytryptamine modulates cytokine and chemokine production in LPSprimed human monocytes via stimulation of different 5-HTR subtypes // Intern. Immunol. – 2005. – Vol. 17, N 5. – Р. 599–606.Ekblad E., Mei Q., Sundler F. Innervation of the gastric mucosa // Microsc. Res. Tech. – 2010. – Vol. 58. – Р. 241–257.Ekblad E., Mei Q., Sundler F. Innervation of the gastric mucosa // Microsc. Res. Tech. – 2010. – Vol. 58. – Р. 241–257.Fiorica-Howells E., Maroteaux L., Gershon M.D. Serotonin and the 5-HT2B receptor in the development of enteric neurons // J. Neurosci. – 2000. – Vol. 20. – Р. 294–305.Fiorica-Howells E., Maroteaux L., Gershon M.D. Serotonin and the 5-HT2B receptor in the development of enteric neurons // J. Neurosci. – 2000. – Vol. 20. – Р. 294–305.Galen C., Chandra N.S., Douglas G.F. et al. Enteroendocrine cell dysgenesis and malabsorption, a histopathologic and immunohistochemical characterization // Human Pathology. – 2007. – Vol. 38, N 4. – P. 570–580.Galen C., Chandra N.S., Douglas G.F. et al. Enteroendocrine cell dysgenesis and malabsorption, a histopathologic and immunohistochemical characterization // Human Pathology. – 2007. – Vol. 38, N 4. – P. 570–580.Gershon M.D. 5-HT (serotonin) physiology and related drugs // Curr. Opin. Gastroenterol. – 2000. – Vol. 16. – Р. 113–120.Gershon M.D. 5-HT (serotonin) physiology and related drugs // Curr. Opin. Gastroenterol. – 2000. – Vol. 16. – Р. 113–120.Gershon M.D. Nerves, reflexes, and the enteric nervous system: pathogenesis of the irritable bowel syndrome // J. Clin. Gastroenterol. – 2005. – Vol. 39. – Р. 184–193.Gershon M.D. Nerves, reflexes, and the enteric nervous system: pathogenesis of the irritable bowel syndrome // J. Clin. Gastroenterol. – 2005. – Vol. 39. – Р. 184–193.Gershon M.D. Review article: serotonin receptors and transporters – roles in normal and abnormal gastrointestinal motility // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2004. – Vol. 20. – Р. 3–14.Gershon M.D. Review article: serotonin receptors and transporters – roles in normal and abnormal gastrointestinal motility // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2004. – Vol. 20. – Р. 3–14.Gershon M.D., Task J. The serotonin signaling system: From basic understanding to drug development for functional GI disorders // Gastroenterology. – 2007. – Vol. 132. – Р. 397–414.Gershon M.D., Task J. The serotonin signaling system: From basic understanding to drug development for functional GI disorders // Gastroenterology. – 2007. – Vol. 132. – Р. 397–414.Gill R.K., Saksena S., Tyagi S. Serotonin inhibits Na / H exchange activity via 5-HT4 receptors and activation of PKC in human intestinal epithelial cells // Gastroenterology. – 2005. – Vol. 28, N 4. – Р. 962–974.Gill R.K., Saksena S., Tyagi S. Serotonin inhibits Na / H exchange activity via 5-HT4 receptors and activation of PKC in human intestinal epithelial cells // Gastroenterology. – 2005. – Vol. 28, N 4. – Р. 962–974.Gingrich J.A., Hen R. Dissecting the role of the serotonin system in neuropsychiatric disorders using knockout mice // Psychopharmacology. – 2001. – Vol. 155. – Р. 1–10.Gingrich J.A., Hen R. Dissecting the role of the serotonin system in neuropsychiatric disorders using knockout mice // Psychopharmacology. – 2001. – Vol. 155. – Р. 1–10.Gordon N.M. Serotonin: a real blast for T cells // Blood. – 2007. – Vol. 109, N 8. – Р. 3130–3131.Gordon N.M. Serotonin: a real blast for T cells // Blood. – 2007. – Vol. 109, N 8. – Р. 3130–3131.Guanglin C., Helge L.W. Physiological and clinical significance of enterochromaffin-like cell activation in the regulation of gastric acid secretion // World J. Gastroenterol. – 2007. – Vol. 13, N 4. – Р. 493–496.Guanglin C., Helge L.W. Physiological and clinical significance of enterochromaffin-like cell activation in the regulation of gastric acid secretion // World J. Gastroenterol. – 2007. – Vol. 13, N 4. – Р. 493–496.Hoyer D., Clarke D.E., Fozard J.R. International union of pharmacology classification of receptors for 5-hydroxytryptamine (serotonin) // Pharmacol. Rev. – 1994. – Vol. 46, N 2. – P. 157–199.Hoyer D., Clarke D.E., Fozard J.R. International union of pharmacology classification of receptors for 5-hydroxytryptamine (serotonin) // Pharmacol. Rev. – 1994. – Vol. 46, N 2. – P. 157–199.Konturek S.J., Konturek P.C., Brzozowski T. From nerves and hormones to bacteria in the stomach; nobel prize for achievements in gastrology during last century // J. Physiol. Pharmacol. – 2005. – Vol. 56. – P 507–530.Konturek S.J., Konturek P.C., Brzozowski T. From nerves and hormones to bacteria in the stomach; nobel prize for achievements in gastrology during last century // J. Physiol. Pharmacol. – 2005. – Vol. 56. – P 507–530.Kushnir-Sukhov N.M., Brown J.M., Wu Y. et al. Human mast cells are capable of serotonin synthesis and release // J. Allergy Clin. Immunol. – 2007. – Vol. 119. – Р. 498–499.Kushnir-Sukhov N.M., Brown J.M., Wu Y. et al. Human mast cells are capable of serotonin synthesis and release // J. Allergy Clin. Immunol. – 2007. – Vol. 119. – Р. 498–499.Lomax A.E., Mawe G.M., Sharkey K.A. Synaptic facilitation and enhanced neuronal excitability in the submucosal plexus during experimental colitis in guinea-pig // J. Physiol. – 2005. – Vol. 564. – Р. 863–875.Lomax A.E., Mawe G.M., Sharkey K.A. Synaptic facilitation and enhanced neuronal excitability in the submucosal plexus during experimental colitis in guinea-pig // J. Physiol. – 2005. – Vol. 564. – Р. 863–875.Marjorie M.W., Nicholas J.T. Functional gastrointestinal disorders and the potential role of eosinophils // Gastroenterology. – 2008. – Vol. 37, N 2. – P. 383–395.Marjorie M.W., Nicholas J.T. Functional gastrointestinal disorders and the potential role of eosinophils // Gastroenterology. – 2008. – Vol. 37, N 2. – P. 383–395.Mawe G.M., Coates M.D., Moses P.L. Review article: intestinal serotonin signalling in irritable bowel syndrome // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2006. – Vol. 23. – Р. 1067–1076.Mawe G.M., Coates M.D., Moses P.L. Review article: intestinal serotonin signalling in irritable bowel syndrome // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2006. – Vol. 23. – Р. 1067–1076.Müller T., Dürk T., Blumenthal B., Grimm M. 5-hydroxytryptamine modulates migration, cytokine and chemokine release and T-cell priming capacity of dendritic cells in vitro and in vivo // PLoS One. – 2009. – Vol. 4, N 7. – Р. 6453–6462.Müller T., Dürk T., Blumenthal B., Grimm M. 5-hydroxytryptamine modulates migration, cytokine and chemokine release and T-cell priming capacity of dendritic cells in vitro and in vivo // PLoS One. – 2009. – Vol. 4, N 7. – Р. 6453–6462.Noble F., Roques B.P. Phenotypes of mice with invalidation of cholecystokinin (CCK1 or CCK2) receptors // Neuropeptides. – 2002. – Vol. 36. – Р. 157–170.Noble F., Roques B.P. Phenotypes of mice with invalidation of cholecystokinin (CCK1 or CCK2) receptors // Neuropeptides. – 2002. – Vol. 36. – Р. 157–170.O’Hara J.R., Ho W., Linden D.R., Mawe G.M. Enteroendocrine cells and 5-HT availability are altered in mucosa of guinea pigs with TNBS ileitis // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2004. – Vol. 287. – Р. 998–1007.O’Hara J.R., Ho W., Linden D.R., Mawe G.M. Enteroendocrine cells and 5-HT availability are altered in mucosa of guinea pigs with TNBS ileitis // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2004. – Vol. 287. – Р. 998–1007.Peghini P.L., Annibale B., Azzoni C. Effect of chronic hypergastrinemia on human enterochromaffin-like cells: insights from patients with sporadic gastrinomas // Gastroenterology. – 2003. – Vol. 123, N 1. – Р. 68–85.Peghini P.L., Annibale B., Azzoni C. Effect of chronic hypergastrinemia on human enterochromaffin-like cells: insights from patients with sporadic gastrinomas // Gastroenterology. – 2003. – Vol. 123, N 1. – Р. 68–85.Sarna S.K. Molecular, functional, and pharmacological targets for the development of gut promotility drugs // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2006. – Vol. 291. – Р. 545–555.Sarna S.K. Molecular, functional, and pharmacological targets for the development of gut promotility drugs // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2006. – Vol. 291. – Р. 545–555.Solcia E., Rindi G., Buffa R. Gastric endocrine cells: types, function and growth // Regul. Pept. – 2009. – Vol. 93. – Р. 31–35.Solcia E., Rindi G., Buffa R. Gastric endocrine cells: types, function and growth // Regul. Pept. – 2009. – Vol. 93. – Р. 31–35.Tracey K.J. The inflammatory reflex // Nature. – 2002. – Vol. 420. – Р. 853–859.Tracey K.J. The inflammatory reflex // Nature. – 2002. – Vol. 420. – Р. 853–859.Walther D.J., Peter J.U., Bashammakh S. Synthesis of serotonin by a second tryptophan hydroxylase isoform // Science. – 2003. – Vol. 299. – Р. 76.Walther D.J., Peter J.U., Bashammakh S. Synthesis of serotonin by a second tryptophan hydroxylase isoform // Science. – 2003. – Vol. 299. – Р. 76.Ximenes V.F., Maghzal G.J., Turner R. Serotonin as a physiological substrate for myeloperoxidase and its superoxide-dependent oxidation to cytotoxic tryptamine4,5-dione // Biochem. J. – 2009. – Vol. 425, N 1. – Р. 285–293.Ximenes V.F., Maghzal G.J., Turner R. Serotonin as a physiological substrate for myeloperoxidase and its superoxide-dependent oxidation to cytotoxic tryptamine4,5-dione // Biochem. J. – 2009. – Vol. 425, N 1. – Р. 285–293.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.