Die Rolle des Serotonins in der Verhaltensmodulation

Abstract

The central projection systems represent an expansive and important component of the brainstem reticular core which provide modulatory input into multiple target networks throughout the entire vertebrate neuraxis. Most of the afferent input into the cranial raphe originates within sensory uniand polymodal, associative and limbic cortices suggesting that serotonin modulates preprocessed information. The serotonergic neurons discharge in a remarkably stable and tonic fashion during wakefulness. Some 5-HT neurons increase their discharge rate phasically in association with the activation of central rhythmic pattern generators involved in consummatory and grooming behaviour. In concert with enhancing motor functions, the serotonergic systems discretely deamplify sensory attentiveness and pain processing, thereby establishing an essential and protective filter mechanism against distracting and irritating noise effects of sensory afferent input level. In addition, serotonin restrains the latency to responding, i. e. impulsivity. These effects of serotonin are mediated by multiple receptor subtypes with distinct pre- and postsynaptic localisation and regional distribution pattern, acting via amplifying (5-HT₂ receptors) or desamplifying (5-HT₁ receptors) G-protein-dependent transduction mechanisms. The breakdown of these protective and adaptive functions of 5-HT in complex behaviour and in basic aspects of sensorimotor integration may have a pathogenetic role in disorders of impulse control (e. g. bulimia nervosa and OCD) which have been found to respond to high-dose, long-term treatment with selective serotonin reuptake inhibitors.

Zusammenfassung

Das zentrale serotonerge Projektionssystem ist das expansivste Neuromodulatorsystem des Wirbeltiergehirns mit vorwiegend nichtsynaptischen Kontakten an zahlreichen Netzwerkelementen, die - direkt oder indirekt - sensorische, motorische, autonome, assoziative und integrative Leistungen mitgestalten und koordinieren. Es unterhält intensive Rückmeldeschleifen zu polymodalen, assoziativen und limbischen Kortizes. Die Nervenzellen der kranialen Raphe empfangen daher vorverarbeitete Informationen über die Innenund Außenwelt, über Planung und Bewertung, über Motivation und Antrieb. Das Serotoninsystem beeinflußt grundlegende Funktionen des Gehirns (vigilanzkonforme Verbesserung des zentralmotorischen Bereitschaftstonus bei Dämpfung von sensorischen Störeinflüssen im Schlaf-/Wach-Zyklus, Aktivierung von zentral-rhythmischen Mustergeneratoren) und moduliert gleichzeitig komplexe Leistungen des Gehirns (z.B. Kognition, Lernen, Gedächtnis, Impuls- und Affektkontrolle, Triebbefriedigungsverhalten, Angstbewertung). Die serotonergen Rapheneurone besitzen Schrittmachereigenschaften und entladen langsam-tonisch in strenger Ankoppelung an die vorherrschende Vigilanzsituation des Organismus im Schlaf-/ Wach-Zyklus (0,5-5 AP/s). Einige Rapheneurone entladen in rhythmischen Salven und ermöglichen so repetitiv-motorische Leistungen im Rahmen von Nahrungsaufnahme und Selbstpflege. Die Hauptaufgabe der 5-HT-Neurone besteht in der Ausblendung von unwichtigen Störgrößen und der Bahnung von situationsrelevanten Informationen, die Gefährdung signalisieren. Die situationsgerechte Anpassung von Evaluierungssystemen in Kortex und Basalganglien wird erreicht durch eine Gleichgewichtseinstellung zwischen Alarmsignalverstärkermechanismen (via 5-HT₂- und 5-HT₃-Rezeptoren) und anxiolytischen, impulskontrollverbessernden Störgrößendämpfungsmechanismen (via 5-HT₁-Rezeptoren). Jede Störung dieser serotonergen Gleichgewichtseinstellung kann zur Grundlage abnormer psychischer Reaktionen werden. Die vermutete Heterogenität der neurobiologischen Verursachung von OCD-Subtypen bedingt, daß nur ein Teil der Fälle von hochdosiertem Langzeiteinsatz selektiver 5-HT-Aufhahmehemmer profitiert.