Gracias por una gran pregunta.
La serotonina es mucho más antigua que la transmisión neuronal y multifuncional, y se encuentra en la mayoría de los phyla, lo que sugiere que se remonta a los protistas antiguos, es decir, a la mayoría de los organismos unicelulares. Esencialmente es un antioxidante (las plantas lo usan en grandes cantidades) pero ha desarrollado una amplia gama de funciones reguladoras.
El triptófano marca el cambio a la vida aeróbica. Intenta aquí:
Serotonina a través de la Evolución
y aquí:
La luz del sol, azúcar y serotonina
El triptófano siempre fue la clave de la vida debido a su capacidad de convertir energía solar
energía en energía biológica La consecuencia de este proceso hizo que el triptófano y sus moléculas asociadas participaran en todos los aspectos de la vida del organismo: mitosis, movimiento y maduración. A medida que el oxígeno comenzó a ser un componente principal de la atmósfera de la Tierra, las enzimas que cumplían una función central en la conversión del dióxido de carbono en glucosa ahora evolucionaron para hidroxilar muchos sustratos.
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SEROTONINA Y CEREBRO: EVOLUCIÓN, NEUROPLASTICIDAD,
Y HOMEOSTASIS
Efraín C. Azmitia
Página en vcu.edu
Las monoaminas son una clase antigua de químicos que originalmente tenían funciones reguladoras intracelulares y más tarde evolucionaron otras. Inicialmente tendrían una función antioxidante y de eliminación de radicales libres , debido a la estructura del indol . La melatonina es particularmente efectiva en este sentido. Solo la serotonina tiene la capacidad de servir como un regulador global. También tienen sensibilidad a la foto, el tyrpofano puede absorber fotones y está implicado en la fotosíntesis.
Aquí está la parte de Indole:
Una referencia a Indole Wiki: Indole
La importancia del indol es que está muy bien equilibrado entre su función oxidativa y reductora . Los sistemas vivientes explotan levemente los desequilibrios leves, ya que amplifican los efectos, y la vida es esencialmente un fenómeno de amplificación. En las plantas, los alcaloides indólicos son una de las clases más grandes de alcaloides, incluidos los alcaloides psicoactivos basados en plantas. Entonces esa es la razón por la cual las plantas pueden producir sustancias químicas que alteran la mente. Estos productos químicos tienen las mismas raíces evolutivas. Y para cualquier drogadicto que lea esto, no, no es un regalo de la naturaleza para los humanos. Era la forma defensiva de la planta de tratar de matar las criaturas que querían devorarlo.
La función antioxidante sugiere que este fue un factor importante en la aparición de la vida aeróbica y multicelular. En la célula, la serotonina, la melatonina, la auxina y muchos alcaloides de indol actúan como poderosos antioxidantes. (La síntesis de 5-HT por la enzima hidroxilasa también captura oxígeno libre directamente).
La mayoría de las proteínas tienen fluorescencia UV debido a los aminoácidos aromáticos, que incluyen fenilalanina, histamina, tirosina y triptófano, pero de estos, el anillo de indol de triptófano tiene el mayor rendimiento cuántico. Entonces, el anillo de indol captura la energía de la luz y la convierte en energía biológica por la pérdida de un electrón (oxidación). La absorción de ondas de luz azules es capaz de excitar la estructura de los indol para que pierda uno de los electrones de la estructura del anillo de los indol, se oxida. El anillo de indol es ahora un agente oxidante y se reduce al absorber un electrón, generalmente de un ion metálico. El anillo de indol funciona como antioxidante al actuar como un agente reductor que puede perder fácilmente este electrón. Esto tenemos una cadena de transporte de electrones basada en la fotosíntesis. Este proceso conduce a la reducción de cofactores químicos, como NADH y NADPH. O2 de H2O se produce como un subproducto, lo que significa el cambio de vida anaeróbica a aeróbica. Todavía tenemos células de pigmento de la piel que pueden capturar la energía de la luz.
Aquí hay otro gran extracto de Azmitia:
Una de las soluciones para hacer frente al exceso de oxidación era utilizar la maquinaria biológica empleada antes de que el O2 estuviera disponible, y la atmósfera era casi todo el CO2. Las células anaerobias habían desarrollado una variedad de enzimas para convertir el CO2 en energía biológica en forma de glucosa. El proceso más común fue producir azúcar, gliceraldehído-3 fosfato , un azúcar de tres carbonos producido por tres moléculas de CO2. El primer paso enzimático en esta reacción implica la unión de una molécula de CO2 al azúcar de cinco carbonos, bisfosfato de ribulosa (RuBP). La razón por la cual se enfatiza este paso es que la enzima que cataliza esta reacción inicial, y posiblemente la enzima más abundante en la tierra, es la RuBP carboxilasa, también conocida como rubisco . La carboxilasa en las etapas más tempranas de la vida en la tierra se adhirió principalmente al CO2; sin embargo, a medida que los niveles de O2 aumentaron, se demostró que este compuesto podría reaccionar más favorablemente con el oxígeno (Smith, 1976). Esta fue la primera enzima que unió oxígeno a un sustrato [como triptófano para producir 5-hidroxitriptófano (5-HTP)], un proceso denominado hidroxilasa porque solo se usa un solo oxígeno y el otro forma agua. Además, RuBP carboxilasa tiene la misma secuencia de sitio de unión a fosfato que se encuentra en las enzimas biosintéticas de triptófano (Wilmanns et al., 1991). Los sustratos para la enzima hidroxilasa primitiva fueron triptófano, tirosina y fenilalanina, todos los cuales pueden capturar la luz (Boularand et al., 1998; Grenett et al., 1987; Wiens et al., 1998).
(La cursiva es mía)
Las células animales carecen de cloroplasto , un orgánulo tan central para la fotosíntesis de las plantas y la síntesis de triptófano. Esta falta de un mecanismo de vida evolutivo clave promovió que los animales desarrollaran una serie de rasgos para sobrevivir. Los animales tuvieron que moverse para capturar el organismo que contenía triptófano y desarrollar células especializadas para extraer el O2 de la atmósfera. Los alcaloides derivados de 5-HT- y 5-hidroxitriptamina se encuentran en las esponjas , la forma más primitiva de vida animal (Salmoun et al., 2002).
Entonces ahora podemos comenzar a ver paralelos:
Por lo tanto, de la misma manera que la serotonina y sus derivados influyen en el proceso y los orgánulos de la fotosíntesis para moverse con el fin de trazar la fuente de luz , en los animales la serotonina influye en la morfología de las neuronas sensoriales y motoras involucradas en la red neuronal con el fin de fuente de estímulos relevantes
A medida que continuamos ascendiendo al reino animal, la síntesis de serotonina
permanece restringido a unos pocos tipos de células (p. ej., mastocitos y neuronas), que participan en la promoción de la diferenciación y la regulación de muchas funciones biológicas clave.
La serotonina, la norepinefrina y la dopamina son todas monoaminas reguladoras y, por supuesto, la melatonina está hecha de serotonina. En el cerebro se sintetiza en los núcleos del rafe que tienen conexiones axónicas con prácticamente todas las áreas del cerebro, y aparece muy temprano en el desarrollo del embrión. Las células enterocromafines en el intestino lo fabrican y se recolectan en las plaquetas de la sangre para transferirlas a todas las células del cuerpo.
Este diagrama del mismo texto indica cuán central es el sistema de serotonina para la función cerebral completa y la plasticidad.
Ahora, el grupo funcional monoamino NH2 en el indol, también se encuentra en otras aminas, como la dopamina y los neurotransmisores con mayor funcionamiento ejecutivo. La mayoría de los productos químicos no cruzarán la barrera hematoencefálica, pero algunos lo harán.
El uso de anfetaminas para mejorar el estado de ánimo, por ejemplo, actúa sobre los receptores en el cerebro de estas moléculas de monoaminas, pero el abuso tiene el desafortunado efecto secundario de dañar los receptores de serotonina que afectan la función a través del cerebro. Y eso no es algo que quieras arriesgar.
