세로토닌(영어: serotonin, 5-hydroxytryptamine (5-HT))은 모노아민 신경전달 물질의 하나다. 생화학적으로 필수아미노산의 일종인 트립토판에서 유도되는 세로토닌은 주로 인간을 포함한 동물의 위장관, 혈소판, 중추신경계에서 볼 수 있다. 세로토닌은 행복감을 포함한 광범위한 감정을 느끼는 데에 기여한다고 보고되고 있는 복잡한 신경전달물질이다.[6]
세로토닌은 수면, 체온조절, 학습, 기억, 고통, 사회적 행동,[7] 성관계, 수유, 동작 활동, 바이오 리듬 등 다양한 생리적 과정에 관여한다.[8] 무척추동물처럼 복잡성이 덜한 동물들에게 세로토닌은 수유와 기타 과정을 조정한다.[9] 식물에서 세로토닌 합성물은 스트레스 신호와 연결된 것으로 보인다.[10][11]
세로토닌은 인지, 기분, 불안, 정신병에 관여하지만 그 기전이 명료하지 못하다.[12][13]
신경전달물질과 자폐 스펙트럼 장애(Autism Spectrum Disorder, ASD) 환자에게 미치는 영향에 관한 연구에서, 5-HT는 가장 많이 연구 대상이 되어 왔다.[14] 언급하였듯, 5-HT 신호(signaling)는 신경발생(neurogenesis), 세포 이동(cell migration)과 생존, 시냅스발생(synaptogenesis), 시냅스 가소성(synaptic plasticity) 등 신경 과정을 용이하게 한다.[14] 실험에 참가한 자폐스펙트럼장애 환자 45%는 혈액에 5-HT 농도가 높다고 한다.[14] 또한 비슷한 장애가 있는 동물들에게 수행한 연구에서는 세로토닌 과도현상(hyperserotonemia)이 분리 불안(separation distress)을 억제하는 것을 통하여, 사교적 관심에 대한 동기를 상당히 감소시킨다고 보고하였다. 이는 사회적으로 지장이 있는 자폐스펙트럼장애 환자에게 관련이 있울 수 있다.[14]
세로토닌 신경은 뇌줄기(brainstem) 가운데 솔기핵(raphe nucleus)이라는 곳에 위치하며 그 수는 수만 개 정도이다. 이는 뇌 전체 신경세포(약 150억 개)에 비해 아주 적은 수이지만 세로토닌은 뇌 전체에 광범위한 영향을 미친다. 하나의 세로토닌이 수많은 신경을 상대로 하는 모습은 오케스트라의 지휘자가 지휘봉을 휘두르며 곡 전체 분위기를 형성하는 것과 비슷할 것으로 비유할 수 있는 세로토닌 시스템을 갖는다. 구체적으로 세로토닌은 의식수준이나 건강상태 등에 영향을 미친다.
참고로 마음(컨디션, 기분 등을 포함한 개념으로 사용) 상태는
이 세 가지 신경들이 서로 영향을 주고받으며 형성되는 것이다. 세로토닌 신경이 활성화된 사람은 평상심을 잘 유지할 수 있다는 것을 알 수 있다.
각성에는 격렬한 각성과 조용한 각성이 있다. 격렬한 각성은 노르아드레날린 신경이 연출하는 것으로서, 외부로부터의 스트레스 자극과 신체 내부 변화에 반응하여 흥분하고 대뇌피질을 강화시켜 각성수준을 올리는 것이다. 이에 반해 세로토닌이 만들어내는 조용한 각성은 스트레스 자극에는 전혀 반응을 보이지 않고 마치 좌선할 때의 각성상태와 같은 조용한 각성이다.
각성하면 세로토닌 신경은 낮은 빈도로 규칙적인 임펄스(신경이 정보를 전달할 때 사용하는 전기 신호)를 내보내는데, 이것은 차 엔진의 시동을 걸면 저속으로 규칙적인 회전이 시작되는 것과 같다. 몸을 움직이기 위한 준비상태로 만든다는 것이다. 따라서 아침에 기상과 동시에 세로토닌 신경에서 임펄스가 잘 발생하면 쉽게 일어나 상쾌한 심신상태를 맞이할 수 있다.
항중력근(중력 방향에 대항해서 서서 자세를 유지하는 데 필요한 근육: 목덜미, 척추주변, 하지 근육군 뿐만 아니라 눈꺼풀 안면의 근육군도 포함됨) 은 수면 시에는 이완된 상태로 쉬고 있다가 잠에서 깨어남과 동시에 지속적인 수축을 통해 자세나 표정을 만들게 된다. 항중력근을 직접적으로 흥분시키는 것은 척수의 운동신경으로, 세로토닌 신경은 이 운동신경에 자극을 주어 흥분 수준을 올리게 한다. 그렇게 되면 항중력근의 긴장이 높아져 척추 근육이 반듯해져 자세가 좋아지고 얼굴 표정이 팽팽해져 사람이 생기 있어 보인다.
약간의 통증에도 아픔을 호소하는 사람이 있는데, 이것은 세로토닌 신경에 문제가 있기 때문이다. 세로토닌 신경을 단련시키면 통증을 전달하는 경로를 억제하여 진통효과가 나타난다.
세로토닌의 분비량이 적어져서 세로토닌 기능이 저하되면 여러 가지 정서․행동장애가 생길 수 있다. 단, 앞으로 언급할 장애들은 몇 가지 상태가 여러 개월 이상 지속적으로 나타나며, 약물이나 의학적 상태 또는 주변 환경에 대한 일시적인 반응이 아니어야 한다.
성격장애란?: 인지능력이나 정서, 대인관계, 충동조절 등의 부분에서 각 개인이 속한 사회의 일반적인 사회문화적 기대에서 심하게 이탈된 행동이나 내적 경험이 지속적으로 나타나는 장애이다.
섭식장애란?: 섭식장애란 음식을 먹는 데에 있어서 심한 장애를 보이는 장애이다.
생체리듬은 인체의 한정된 자원의 한계를 전제하며 따라서 도파민, 노르에피네프린,세로토닌등 신경전달물질을 매우 복잡하고 정교하게 경쟁하에 사용해야할뿐만아니라 이들의 균형을 유지하는 항상성에 에너지를 쏟고있다. 휴식과 음식섭취 그리고 걷기운동과 같은 신체활동은 이러한 생체주기를 안정되게 유지하는 필수적인 요인으로 알려져있다. 또한 뇌 유도성 신경영양인자의 맥락에서처럼 '새로운 학습'(new learning)도 주요한 요인으로 보고되고있다.[15][16]
5-HTP(5-Hydroxytryptophan) 또는 옥시트립탄(oxitriptan)은 세로토닌(5-HT)의 전구물질이 될수있다.
Author links open overlay panelLisa A.Gunaydin15LoganGrosenick125Joel C.Finkelstein15Isaac V.Kauvar15Lief E.Fenno12AvishekAdhikari1StephanLammel3Julie J.Mirzabekov1Raag D.Airan1Kelly A.Zalocusky12Kay M.Tye1PolinaAnikeeva1Robert C.Malenka3KarlDeisseroth134 DOI https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.05.017)https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009286741400659X