Pharmacological Action of Serotonin (5-HT / 5-Hydroxytryptamine)

Introduction:

Serotonin (5-HT) एक महत्वपूर्ण monoamine neurotransmitter है जो tryptophan से बनता है। यह CNS (Central Nervous System), GIT (Gastrointestinal Tract), प्लेटलेट्स, और रक्त वाहिकाओं में कार्य करता है।


1. Action on GIT (गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट):

  • स्थानीय हार्मोन की तरह कार्य करता है।
  • Peristalsis (आंत्र गति) को नियंत्रित करता है।
  • 5-HT₄ receptors GIT motility को बढ़ाते हैं।

2. Action on CNS (Central Nervous System):

  • एक Excitatory Neurotransmitter की तरह कार्य करता है।
  • मूड, नींद, तापमान नियंत्रण, भूख, और दर्द संवेदन में भूमिका।
  • Melatonin का precursor है (sleep cycle के लिए आवश्यक हार्मोन)।

3. Action on CVS (Cardiovascular System):

  • Positive inotropic & chronotropic effects (हृदय की ताकत और गति को बढ़ाता है)।
  • कुछ प्रकारों में मायोकार्डियम पर हानिप्रद प्रभाव डाल सकता है।

4. Action on Smooth Muscles:

  • Bronchi और GIT की स्मूद मसल्स को संकुचित करता है (contraction)।

5. Action on Blood Vessels:

  • Dilates (विस्तारित करता है) skeletal muscles, coronary arteries, और skin capillaries की रक्त वाहिकाएं।

6. Action on Platelets:

  • Platelet aggregation को बढ़ाता है।
  • रक्त का थक्का बनाने (hemostasis) में मदद करता है।

5-HT Receptors (सेरोटोनिन रिसेप्टर्स):

➤ सभी रिसेप्टर्स G-protein Coupled Receptors होते हैं (GPCRs), सिवाय 5-HT₃ के

ReceptorLocationAction
5-HT₁CNS, blood vesselsVasoconstriction, migraine relief
5-HT₂Smooth muscles, plateletsVasodilation (via NO), contraction, platelet aggregation
5-HT₃CNS, GI tractIon channel, nausea & vomiting (target for antiemetics like Ondansetron)
5-HT₄Enteric nervous systemIncreases GI motility (prokinetic agent)
5-HT₅, 6, 7CNSLimited information available

Pathophysiological Roles of Serotonin:

  • Neurotransmitter in brain.
  • Melatonin precursor.
  • Nausea and vomiting (5-HT₃).
  • Migraine (5-HT₁).
  • Haemostasis (platelets).
  • GI motility regulation.
  • Plays a role in Hypertension, Depression, and Mood Disorders.

Dopamine

Introduction:

  • Dopamine एक Catecholamine neurotransmitter है, जो L-Tyrosine से बनता है।
  • यह Epinephrine और Norepinephrine का precursor है।
  • यह Learning, Motivation, Behavior, Hormone Regulation, और Movement Control में शामिल है।

Dopamine Synthesis & Metabolism:

Phenylalanine 
    ↓ (Phenylalanine Hydroxylase)
Tyrosine
    ↓ (Tyrosine Hydroxylase)
L-DOPA
    ↓ (DOPA Decarboxylase)
Dopamine (DA)
    ↓ (MAO & COMT)
DOPAC + HVA (Inactive Metabolites)

Dopamine Receptors:

TypeSubtypesG-ProteinAction
D1-likeD1, D5Gs↑ Adenylyl cyclase → ↑ cAMP
D2-likeD2, D3, D4Gi↓ Adenylyl cyclase → ↓ cAMP, Opens K⁺ channels, Closes Ca²⁺ channels

Functions & Locations:

RegionFunction
Striatum (Nigrostriatal Pathway)Motor control, deficiency causes Parkinsonism
PituitaryRegulates prolactin secretion
Limbic System (Mesolimbic)Emotion, reward, addiction
Frontal Cortex (Mesocortical)Cognition, attention, behavior
HypothalamusNeuroendocrine regulation

Clinical Relevance:

  • Parkinson’s disease → Dopamine deficiency.
  • Schizophrenia → Dopamine overactivity (D2 receptor antagonist used).
  • Prolactin disorders → Dopamine inhibits prolactin.
  • Addiction → Dopamine surge in mesolimbic system.

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