เซโรโทนิน

ข้อมูลทางคลินิก
ชื่ออื่นๆ	5-HT, 5-ไฮดรอกซีทริปตามีน, เอนเทอรามีน, ทรอมโบไซติน, สารละลาย 3-(β-อะมิโนเอทิล)-5-ไฮดรอกซิล, ทรอมโบโทนิน
ข้อมูลทางสรีรวิทยา
เนื้อเยื่อต้นกำเนิด	นิวเคลียสราเฟ , เซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟิน
เนื้อเยื่อเป้าหมาย	ทั่วทั้งระบบ
ตัวรับ	5-HT 1 , 5-HT 2 , 5-HT 3 , 5-HT 4 , 5-HT 5 , 5-HT 6 , 5-HT 7
อะโกนิสต์	โดยอ้อม: SSRIs , MAOIs
สารตั้งต้น	5-เอชทีพี
การสังเคราะห์ทางชีวภาพ	อะโรมาติกแอล -อะมิโนแอซิด ดีคาร์บอกซิเลส
การเผาผลาญ	เหมา , อานาต
ตัวระบุ
ชื่อ IUPAC 3-(2-อะมิโนเอทิล)-1 H -อินโดล-5-โอล
หมายเลข CAS	50-67-9
PubChem CID	5202
ไออูฟาร์/บีพีเอส	5
เคมสไปเดอร์	5013
เคกก์	C00780
ลิแกนด์ PDB	SRO ( PDBe , RCSB PDB )
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID8075330
บัตรข้อมูล ECHA	100,000,054

เซโรโทนิน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC 5-ไฮดรอกซีทริปตามีน
ชื่อ IUPAC ที่นิยมใช้ 3-(2-อะมิโนเอทิล)-1 H -อินโดล-5-โอล
ชื่ออื่นๆ 5-ไฮดรอกซีทริปตามีน, 5-HT, เอนเทอรามีน; ทรอมโบไซติน, 3-(β-อะมิโนเอทิล)-5-ไฮดรอกซีอินโดล, 3-(2-อะมิโนเอทิล)อินโดล-5-โอล, ทรอมโบโทนิน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	50-67-9 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:28790 วาย
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล39 วาย
เคมสไปเดอร์	5013 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100,000,054
ไออูฟาร์/บีพีเอส	5
เคกก์	C00780 วาย
เมช	เซโรโทนิน
PubChem CID	5202
มหาวิทยาลัย	333DO1RDJY วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID8075330
อินชิ นิ้ว = 1S/C10H12N2O/c11-4-3-7-6-12-10-2-1-8(13)5-9(7)10/h1-2,5-6,12-13H,3-4,11H2 วาย คีย์: QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N วาย นิ้วChI=1/C10H12N2O/c11-4-3-7-6-12-10-2-1-8(13)5-9(7)10/h1-2,5-6,12-13H,3-4,11H2 รหัส: QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYAX
รอยยิ้ม C1=CC2=C(C=C1O)C(=CN2)CCN
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 10 H 12 N 2 O
มวลโมลาร์	176.215 กรัม/โมล
รูปร่าง	ผงสีขาว
จุดหลอมเหลว	167.7 °C (333.9 °F; 440.8 K) 121–122 °C (ligroin) [ 3 ]
จุดเดือด	416 ± 30 °C (ที่ 760 Torr) [ 1 ]
ความสามารถในการละลายในน้ำ	ละลายได้เล็กน้อย
ความ เป็น กรด ( pKa )	10.16 ในน้ำที่อุณหภูมิ 23.5 °C [ 2 ]
โมเมนต์ไดโพล	2.98 ด.
อันตราย
ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC):
LD 50 ( ขนาดยาเฉลี่ย )	750 มก./กก. (ใต้ผิวหนัง, หนู) [ 4 ] 4500 มก./กก. (เข้าช่องท้อง, หนู) [ 5 ] 60 มก./กก. (รับประทาน, หนู)
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุภายนอก (MSDS)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) วาย ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

เซโรโทนิน ( / ˌ s ɛr ə ˈ t oʊ n ɪ n , ˌ s ɪər ə -/ ) ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}หรือที่รู้จักกันในชื่อ5-ไฮดรอกซีทริปตามีน ( 5-HT ) เป็นสารสื่อประสาทโมโนอะมีนที่มีหน้าที่หลากหลายทั้งในระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) และเนื้อเยื่อส่วนปลาย มีส่วนเกี่ยวข้องกับอารมณ์ การรับรู้ รางวัล การเรียนรู้ ความจำ และกระบวนการทางสรีรวิทยา เช่น การอาเจียนและการหดตัวของหลอดเลือด^{[ 9 ]}ใน CNS เซโรโทนินควบคุมอารมณ์ ความอยากอาหาร และการนอนหลับ^{[ 10 ] [ 11 ]}

เซโรโทนินส่วนใหญ่ในร่างกาย—ประมาณ 90%—ถูกสังเคราะห์ขึ้นในระบบทางเดินอาหารโดยเซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของลำไส้^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}นอกจากนี้ยังผลิตในปริมาณเล็กน้อยในนิวเคลียสราเฟ ของก้านสมอง เซลล์เมอร์เคลของผิวหนังเซลล์ประสาทต่อมไร้ท่อในปอดและเซลล์รับรสของลิ้น เมื่อถูกหลั่งออกมา เซโรโทนินจะถูกดูดซึมโดยเกล็ดเลือดในเลือด ซึ่งจะปล่อยออกมาในระหว่างการแข็งตัวของเลือดเพื่อส่งเสริมการหดตัวของหลอดเลือดและการรวมตัวของเกล็ดเลือด^{[ 15 ]}ประมาณ 8% ของเซโรโทนินในร่างกายถูกเก็บไว้ในเกล็ดเลือด และ 1–2% พบในระบบประสาทส่วนกลาง^{[ 16 ]}

เซโรโทนินทำหน้าที่เป็นทั้งสารที่ทำให้หลอดเลือดหดตัวและขยายตัวขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและบริบท มีอิทธิพลต่อการห้ามเลือดและการควบคุมความดันโลหิต^{[ 17 ]}มันมีบทบาทในการกระตุ้น เซลล์ ประสาทไมเอนเทอริกและเพิ่มการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินอาหารผ่านวงจรการดูดซึมและการปล่อยในเกล็ดเลือดและเนื้อเยื่อโดยรอบ^{[ 18 ]} ใน ทางชีวเคมี เซโรโทนินเป็นอินโดลามีนที่สังเคราะห์จากทริปโตเฟนและถูกเผาผลาญเป็นหลักในตับเป็นกรด 5-ไฮดรอกซีอินโดลอะซิติก (5-HIAA)

เซโรโทนินเป็นเป้าหมายของยาต้านเศร้า หลายประเภท รวมถึงสารยับยั้งการดูดซึมเซโรโทนินแบบเลือก (SSRIs) และสารยับยั้งการดูดซึมเซโรโทนิน-นอร์เอพิเนฟริน (SNRIs) ซึ่งปิดกั้นการดูดซึมกลับในไซแนปส์เพื่อเพิ่มระดับของเซโรโทนิน เซโรโทนินพบได้ในสัตว์ที่มีสมมาตรสองด้านเกือบ ทั้งหมด รวมถึงแมลงแมงมุมและหนอน[ ^{19 ] และ}ยังพบในเชื้อราและพืช อีก ด้วย^{[ 20 ]}ในพืชและพิษ ของแมลง เซโรโทนิน มีหน้าที่ป้องกันโดยการทำให้เกิดความเจ็บปวด^{[ 21 ]}เซโรโทนินที่ปล่อยออกมาจากอะมีบาที่ก่อโรคอาจทำให้เกิดอาการท้องเสียในลำไส้ของมนุษย์^{[ 22 ]}ในขณะที่การมีอยู่ของเซโรโทนินในเมล็ดและผลไม้เชื่อว่าช่วยกระตุ้นการย่อยอาหารและอำนวยความสะดวกในการกระจายเมล็ด^{[ 23 ]}

ในทางชีวเคมีโมเลกุลอินโดลามีนได้มาจากกรดอะมิโนทริปโตแฟนผ่านการไฮดรอกซิเลชัน (ซึ่งเป็นขั้นตอนจำกัดอัตรา) ที่ตำแหน่งที่ 5 บนวงแหวน (ก่อให้เกิดสารตัวกลาง5-ไฮดรอกซีทริปโตแฟน ) จากนั้นจึง เกิด การดีคาร์บอกซิเลชันเพื่อสร้างเซโรโทนิน^{[ 24 ]}คอนฟอร์เมชันที่เหมาะสมจะถูกกำหนดโดย โซ่ เอทิลอะมีน ส่งผลให้เกิดคอนฟอร์เมชันที่แตกต่างกันหกแบบ^{[ 25 ]}

เซโรโทนินตกผลึกในกลุ่มพื้นที่ไครัล P2 ₁ 2 ₁ 2 ₁โดยสร้างปฏิสัมพันธ์พันธะไฮโดรเจนที่แตกต่างกันระหว่างโมเลกุลเซโรโทนินผ่านพันธะ ระหว่างโมเลกุล NH...O และ OH...N ^{[ 26 ]} เซโรโทนิน ยังสร้างเกลือหลายชนิด รวมถึงสูตรยาของเซโรโทนินอะดิเพต^{[ 27 ]}

เซโรโทนินมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการทางสรีรวิทยามากมาย^{[ 28 ]}รวมถึงการนอนหลับ [ ^{29 ] การ} ควบคุม อุณหภูมิร่างกายการเรียนรู้และความจำความเจ็บปวดพฤติกรรม (ทางสังคม) ^{[ 30 ]}กิจกรรมทางเพศการกินอาหาร กิจกรรมการเคลื่อนไหว การพัฒนาของระบบประสาท^{[ 31 ]}และจังหวะทางชีวภาพ [ ^{32 ] ใน}สัตว์ที่มีความซับซ้อนน้อยกว่า เช่นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง บางชนิด เซโรโทนินจะควบคุมการกินอาหารและกระบวนการอื่นๆ^{[ 33 ]}ในพืช การสังเคราะห์เซโรโทนินดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับสัญญาณความเครียด^{[ 20 ] [ 34 ]}แม้ว่าจะมีบทบาทสำคัญในการโฆษณายามาอย่างยาวนาน แต่ข้ออ้างที่ว่าระดับเซโรโทนินต่ำทำให้เกิดภาวะซึมเศร้านั้นไม่ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

เซโรโทนินออกฤทธิ์หลักผ่านตัวรับของมัน และผลของมันก็ขึ้นอยู่กับว่าเซลล์และเนื้อเยื่อใดแสดงตัวรับเหล่านี้^{[ 32 ]}การเผาผลาญเกี่ยวข้องกับการออกซิเดชัน ครั้งแรก โดยโมโนอะมีนออกซิเดสเป็น5-ไฮดรอกซีอินโดลอะเซทัลดีไฮด์ (5-HIAL) ^{[ 38 ] [ 39 ]}ขั้นตอนที่จำกัดอัตราคือการถ่ายโอนไฮไดรด์จากเซโรโทนินไปยังโคแฟคเตอร์ฟลาวิน^{[ 40 ]}จากนั้นจึงเกิดการออกซิเดชันโดยอัลดีไฮด์ดีไฮโดร จี เนส (ALDH) เป็น5-ไฮดรอกซีอินโดลอะเซติกแอ ซิด ( 5-HIAA ) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของกรด อินโดลอะเซติก จากนั้นสารหลังนี้จะถูกขับออกทางไต

ตัวรับเซโรโทนินตั้งอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ประสาทและเซลล์ชนิดอื่นๆ ในสัตว์ และทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการออกฤทธิ์ของเซโรโทนินในฐานะสาร สื่อ ประสาทภายในร่างกาย และยาต่างๆ รวมถึงยาที่ทำให้เกิดอาการหลอนประสาท ปัจจุบันมีตัวรับเซโรโทนินที่รู้จักกัน 14 ชนิด ได้แก่ ตัวรับเซโรโทนิน₅ -HT 1 ₍ 1A _, 1B _, 1D _, 1E _, 1F ₎ , 5-HT 2 ( 2A , 2B , 2C ), 5-HT ₃ , 5 _- HT ₄ , 5 - _HT 5 ( 5A _, 5B ₎ , ₅ - _HT 6 และ₅ - HT ₇ยกเว้นตัวรับ เซโรโทนิน 5-HT ₃ ซึ่งเป็น ช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์ ตัวรับ 5-HT อื่นๆ ทั้งหมดเป็นตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน G (เรียกอีกอย่างว่าตัวรับแบบเจ็ดทรานส์เมมเบรน หรือตัวรับแบบเฮปตาเฮลิกซ์) ที่กระตุ้นการทำงานของตัวส่งสัญญาณรองภายในเซลล์^{[ 41 ]} ตัวรับ 5-HT _5Bมีอยู่ในสัตว์ฟันแทะแต่ไม่มีในมนุษย์  

นอกจากตัวรับเซโรโทนินแล้ว เซโรโทนินยังเป็นตัวกระตุ้นของตัวรับที่เกี่ยวข้องกับอะมีนชนิดติดตาม 1 (TAAR1) ในบางสายพันธุ์^{[ 42 ] [ 43 ]}มันเป็นตัวกระตุ้น TAAR1 บางส่วน ที่อ่อนแอ ในหนู แต่ไม่มีฤทธิ์ที่ TAAR1 ในหนูและมนุษย์^{[ 42 ] [ 43 ]}

โครงสร้าง cryo -EM ของตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2Aที่มีเซโรโทนิน รวมถึงสารออกฤทธิ์ทางจิตประสาทเซโรโทนิน ต่างๆ ได้รับการแก้ไขและเผยแพร่โดยBryan L. Rothและเพื่อนร่วมงาน^{[ 44 ] [ 45 ]}

การเซโรโทนิเลชันของโปรตีนหมายถึงการดัดแปลงหลังการสังเคราะห์โปรตีนที่เซโรโทนินเชื่อมต่อกับ หมู่ กลูตามีนบนโปรตีนเป้าหมายด้วยพันธะโควาเลนต์ ผ่าน ปฏิกิริยา ทรานส์อะมิ เดชันที่ เร่งปฏิกิริยาโดยTGM2การเซโรโทนิเลชันเป็นประเภทหนึ่งของ การ โมโนอะมินิเลชันซึ่งหมายถึงกลุ่มโดยรวมของการดัดแปลงหลังการสังเคราะห์โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโมโนอะมีน อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาโมโนอะมินิเลชันยังถูกจำแนกย่อยเพิ่มเติมตามโมโนอะมีนที่เป็นสารตั้งต้น (เช่น เซโรโทนิเลชันโด ปามินิเลชัน ฮิสตา มินิเลชัน )

มีการรายงานการเกิดเซโรโทนิเลชันสำหรับทั้งฮิสโตนและโปรตีนที่ไม่ใช่ฮิสโตน ดังนั้นจึงแสดงถึงกลไกการควบคุมทางประสาทเอพิเจเนติกและประสาทโปรตีโอมิก ที่แตกต่างกัน ซึ่งมีนัยสำคัญต่างๆ ในด้านสุขภาพและโรค^{[ 46 ]}ตั้งแต่ปี 2003 การศึกษาหลายชิ้นได้เปิดเผยบทบาทสำคัญของเซโรโทนิเลชันในการเป็นตัวกลางของกระบวนการทางสรีรวิทยาที่หลากหลาย ทั้งในระบบประสาทและนอกเหนือจากนั้น^{[ 46 ] [ 47 ]}เป็นที่ทราบกันว่าเซโรโทนิเลชันมีส่วนทำให้เกิดโรคสำคัญหลายโรค รวมถึงความผิดปกติทางจิตเวช เช่นภาวะซึมเศร้าและโรคจิตเภทตลอดจนมะเร็ง หลายชนิด ^{[ 48 ] [ 49 ]}

จนถึงปัจจุบัน สารตั้งต้นของโปรตีนเซโรโทนิเลชันที่โดดเด่น ได้แก่ เอนไซม์เมตาบอลิซึมหลายชนิด (GAPDH, mTOR) ^{[ 50 ] [ 51 ]} Rab GTPases (Rab3a, Rab27a) ^{[ 52 ] [ 53 ]} Rho GTPases (RhoA, Rac1, Cdc42) ^{[ 54 ] [ 55 ]}โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อ (⍺-actinin, SERCA2a) ^{[ 56 ] [ 57 ]}โปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ (ไฟโบรเนกติน) ^{[ 58 ] [ 59 ]}โปรตีนพื้นผิวประสาท^{[ 60 ]}และ Ras ^{[ 61 ]}รวมถึงฮิสโตน H3 ^{[ 62 ]}

มีการรายงานการเกิดเซโรโทนิเลชันในเซลล์และเนื้อเยื่อหลายประเภท รวมถึงเซลล์ประสาทเซโรโทนินและโดปามีน[ 63 ] [ 64 ] เซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟิ^{น [ 65 ]ไฟโบรบลาส}ต์ที่เกี่ยวข้องกับ มะเร็ง ^{[ 66 ]}เซลล์ β ของตับอ่อน^{[ 67 ]}เซลล์T CD8+ ^{[ 50 ] เซลล์}บุผนังหลอดเลือดปอด^{[ 68 ]} เกล็ด เลือด^{[ 69 ] นิวโทรฟิล [ 70 ]}เซลล์เยื่อบุผิวเต้านม^{[ 71 ] กล้าม เนื้อ}เรียบของหลอดเลือด^{[ 72 ]}และเซลล์ของลำไส้^{[ 61 ]}เป็นที่ทราบกันว่าเซโรโทนิเลชันมีอิทธิพลต่อการเกิดเนื้องอกและการแพร่กระจาย ของมะเร็ง และมีส่วนเกี่ยวข้องกับมะเร็งหลายชนิด รวมถึงมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก^{[ 51 ]}มะเร็งต่อมลูกหมากชนิดนิวโรเอนโดครีน^{[ 73 ]}มะเร็งตับอ่อน^{[ 74 ]}มะเร็งตับ^{[ 75 ]}และเอเพนไดโมมา (มะเร็งสมอง) ^{[ 76 ]}

การออกฤทธิ์ของเซโรโทนินจะสิ้นสุดลงโดยหลักผ่านการดูดซึม 5-HT จากไซแนปส์ ซึ่งเกิดขึ้นผ่านตัวขนส่งโมโนอะมีน เฉพาะ สำหรับ 5-HT คือSERTบนเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์ สารต่างๆ สามารถยับยั้งการดูดซึม 5-HT กลับคืนได้ รวมถึงโคเคนเดกซ์โทรเมทอร์แฟน (ยาแก้ไอ ) ยาต้านเศร้าไตรไซคลิกและสารยับยั้งการดูดซึมเซโรโทนินแบบเลือก (SSRIs) การศึกษาในปี 2006 พบว่าการกำจัด 5-HT ออกจากไซแนปส์ส่วนสำคัญเกิดจากกิจกรรมแบบเลือกของตัวขนส่งโมโนอะมีนในเยื่อหุ้มเซลล์ (PMAT) ซึ่งขนส่งโมเลกุลข้ามเยื่อหุ้มเซลล์และกลับเข้าไปในเซลล์ก่อนไซแนปส์อย่างแข็งขัน^{[ 77 ]}

ตรงกันข้ามกับความสัมพันธ์ที่สูงของ SERT, PMAT ได้รับการระบุว่าเป็นตัวขนส่งที่มีความสัมพันธ์ต่ำ โดยมีค่าK _m ที่เห็นได้ชัด อยู่ที่ 114 ไมโครโมล/ลิตรสำหรับเซโรโทนิน ซึ่งสูงกว่า SERT ประมาณ 230 เท่า อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความสัมพันธ์กับเซโรโทนินค่อนข้างต่ำ แต่ PMAT ก็มี "ความสามารถ" ในการขนส่งที่สูงกว่า SERT อย่างมาก "ส่งผลให้ประสิทธิภาพการดูดซึมเทียบเท่ากับ SERT ในระบบการแสดงออกต่างชนิด" ^{[ 77 ]}การศึกษายังชี้ให้เห็นว่าการให้ SSRIs เช่นฟลูออกเซทีนและเซอร์ทราลีนอาจเกี่ยวข้องกับผลยับยั้งต่อกิจกรรมของ PMAT เมื่อใช้ในปริมาณที่สูงกว่าปกติ ( ค่าทดสอบ IC ₅₀ที่ใช้ในการทดลองสูงกว่าปริมาณที่กำหนดโดยทั่วไป 3-4 เท่า)

เซลล์ประสาทของนิวเคลียสราเฟเป็นแหล่งหลักของการปล่อย 5-HT ในสมอง^{[ 85 ]}มีนิวเคลียสราเฟเก้าแห่ง ซึ่งกำหนดเป็น B1–B9 ซึ่งมีเซลล์ประสาทที่มีเซโรโทนินเป็นส่วนใหญ่ (นักวิทยาศาสตร์บางคนเลือกที่จะจัดกลุ่มนิวเคลียสราเฟลิเนียร์เป็นนิวเคลียสเดียว) ซึ่งทั้งหมดตั้งอยู่ตามแนวกึ่งกลางของก้านสมองและอยู่ตรงกลางของโครงสร้างเรติคูลาร์ [ ^{86 ] [ 87 ] แอก}ซอนจากเซลล์ประสาทของนิวเคลียสราเฟก่อตัวเป็นระบบส่งสัญญาณประสาทที่ไปถึงเกือบทุกส่วนของระบบประสาทส่วนกลาง แอกซอนของเซลล์ประสาทในนิวเคลียสราเฟส่วนล่างจะสิ้นสุดที่สมองน้อยและไขสันหลังในขณะที่แอกซอนของนิวเคลียสส่วนบนจะกระจายไปทั่วสมอง

ส่วนหลังของนิวเคลียสราเฟประกอบด้วยเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณไปยังระบบประสาทส่วนกลาง เซลล์ประสาทที่ปล่อยเซโรโทนินในบริเวณนี้ได้รับข้อมูลจากหลายพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากคอร์เทกซ์พรีฟรอนทั ล ฮาเบนูลาด้านข้างบริเวณพรีออปติก ซับสแตนเชียไนกราและอะมิกดาลา [ ^{88 ] เชื่อ}กันว่าเซลล์ประสาทเหล่านี้สื่อสารความคาดหวังของรางวัลในอนาคตอันใกล้ ซึ่งเป็นปริมาณที่เรียกว่าค่าสถานะในการเรียนรู้แบบเสริมแรง^{[ 89 ]}

นิวเคลียสเซโรโทนินอาจแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก ได้แก่ กลุ่มด้านหน้าและกลุ่มด้านหลัง ซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสสามและสี่นิวเคลียสตามลำดับ กลุ่มด้านหน้าประกอบด้วยนิวเคลียสเชิงเส้นด้านหลัง (B8) นิวเคลียสราเฟด้านหลัง (B6 และ B7) และนิวเคลียสราเฟตรงกลาง (B5, B8 และ B9) ซึ่งส่งสัญญาณไปยังโครงสร้างคอร์เทกซ์และซับคอร์เทกซ์หลายแห่ง กลุ่มด้านหลังประกอบด้วยนิวเคลียสราเฟแมกนัส (B3) นิวเคลียสราเฟออบสคูรัส (B2) นิวเคลียสราเฟพัลลิดัส (B1) และการก่อตัวของร่างแหไขสันหลังด้านข้าง ซึ่งส่งสัญญาณไปยังก้านสมอง^{[ 90 ]}

เส้นทางเซโรโทเนอร์จิกมีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำงานของระบบประสาทรับความรู้สึกและการเคลื่อนไหว โดยมีเส้นทางที่ฉายไปยังบริเวณคอร์เทกซ์ (นิวเคลียสดอร์ซัลและมีเดียนราเฟ) บริเวณใต้คอร์เทกซ์ และบริเวณไขสันหลังที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมการเคลื่อนไหว การควบคุมทางเภสัชวิทยาแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของเซโรโทเนอร์จิกเพิ่มขึ้นตามกิจกรรมการเคลื่อนไหว ในขณะที่อัตราการยิงของเซลล์ประสาทเซโรโทเนอร์จิกเพิ่มขึ้นตามสิ่งเร้าทางสายตาที่รุนแรง แบบจำลองสัตว์แสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณไคเนตควบคุมการทำงานของเซโรโทนินในเรตินาในเชิงลบ ซึ่งอาจมีผลต่อการควบคุมระบบการมองเห็น^{[ 91 ]}การฉายภาพลงมาจะสร้างเส้นทางที่ยับยั้งความเจ็บปวดที่เรียกว่า "เส้นทางยับยั้งลงมา" ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับความผิดปกติ เช่น ไฟโบรมัยอัลเจีย ไมเกรน และความผิดปกติของความเจ็บปวดอื่นๆ และประสิทธิภาพของยาต้านซึมเศร้าในโรคเหล่านี้^{[ 92 ]}

การฉายภาพเซโรโทนินจากนิวเคลียสส่วนท้ายมีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมอารมณ์และความรู้สึก และภาวะเซโรโทนินต่ำ^{[ 93 ]}หรือสูงเกินไป^{[ 94 ]}อาจเกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้าและพฤติกรรมเจ็บป่วย

เซโรโทนินจะถูกปล่อยเข้าไปในไซแนปส์ หรือช่องว่างระหว่างเซลล์ประสาท และแพร่กระจายข้ามช่องว่างที่ค่อนข้างกว้าง (>20 นาโนเมตร) เพื่อกระตุ้นตัวรับ 5-HTที่อยู่บนเดนไดรต์ตัวเซลล์ และปลายประสาทก่อนไซแนปส์ของเซลล์ประสาทที่อยู่ติดกัน

เมื่อมนุษย์ได้กลิ่นอาหาร โดปามีนจะถูกปล่อยออกมาเพื่อเพิ่มความอยากอาหารแต่ต่างจากในหนอน เซโรโทนินไม่ได้เพิ่มพฤติกรรมการคาดการณ์ในมนุษย์ แต่เซโรโทนินที่ปล่อยออกมาขณะบริโภคอาหารจะไปกระตุ้นตัวรับ 5-HT2Cบนเซลล์ที่ผลิตโดปามีน ซึ่งจะหยุดการปล่อยโดปามีน และทำให้เซโรโทนินลดความอยากอาหารลง ยาที่ปิดกั้นตัวรับ 5-HT2C _{ทำให้}ร่างกายไม่สามารถรับรู้ได้ว่าเมื่อใดที่ไม่หิวหรือต้องการสารอาหาร และเกี่ยวข้องกับการเพิ่มน้ำหนัก^{[ 95 ]}โดยเฉพาะในคนที่มีจำนวนตัวรับน้อย^{[ 96 ]}การแสดงออกของตัวรับ 5-HT2C _ในฮิปโปแคมปัสเป็นไปตามจังหวะรายวัน [ ^{97 ]}เช่นเดียวกับการปล่อยเซโรโทนินในนิวเคลียสเวนโทรมีเดียล ซึ่งมีลักษณะเด่น ^คือมีปริมาณสูงสุดในตอนเช้าเมื่อแรงจูงใจในการรับประทานอาหารแข็งแกร่งที่สุด^{[ 98 ]}

ในลิงแสมตัวผู้จ่าฝูงจะมีระดับเซโรโทนินในสมองสูงกว่าตัวผู้และตัวเมียรองลงมาถึงสองเท่า (วัดจากความเข้มข้นของ5-HIAAในน้ำไขสันหลัง (CSF)) สถานะความโดดเด่นและระดับเซโรโทนินใน CSF ดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์เชิงบวก เมื่อตัวผู้ที่โดดเด่นถูกแยกออกจากกลุ่ม ตัวผู้รองลงมาจะเริ่มแข่งขันเพื่อแย่งชิงความโดดเด่น เมื่อมีการจัดตั้งลำดับชั้นความโดดเด่นใหม่ขึ้น ระดับเซโรโทนินของตัวผู้ที่โดดเด่นใหม่ก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของตัวผู้และตัวเมียรองลงมา สาเหตุที่ระดับเซโรโทนินสูงเฉพาะในตัวผู้ที่โดดเด่น แต่ไม่สูงในตัวเมียที่โดดเด่นยังไม่ได้รับการพิสูจน์^{[ 99 ]}

ในมนุษย์ ระดับการยับยั้งตัวรับ 5-HT _1Aในสมองแสดงความสัมพันธ์เชิงลบกับความก้าวร้าว^{[ 100 ]}และการกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสตัว รับ 5-HT _2Aอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการฆ่าตัวตายเป็นสองเท่าสำหรับผู้ที่มีจีโนไทป์นั้น^{[ 101 ]}โดยปกติแล้วเซโรโทนินในสมองจะไม่ถูกย่อยสลายหลังการใช้งาน แต่จะถูกรวบรวมโดยเซลล์ประสาทเซโรโทนินผ่านตัวขนส่งเซโรโทนินบนพื้นผิวเซลล์ การศึกษาพบว่าเกือบ 10% ของความแปรปรวนทั้งหมดในบุคลิกภาพที่เกี่ยวข้องกับความวิตกกังวลขึ้นอยู่กับความแปรปรวนใน คำอธิบายว่า เซลล์ประสาทควรใช้งานตัวขนส่งเซโรโทนินที่ใด เมื่อใด และจำนวนเท่าใด^{[ 102 ]}

เซโรโทนินควบคุมการทำงานของระบบทางเดินอาหาร (GI) ลำไส้ถูกล้อมรอบด้วยเซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินซึ่งจะปล่อยเซโรโทนินออกมาเมื่อมีอาหารอยู่ในลูเมนทำให้ลำไส้หดตัวรอบอาหาร เกล็ดเลือดในเส้นเลือดที่ระบายออกจากลำไส้จะเก็บเซโรโทนินส่วนเกินไว้ มักพบความผิดปกติของเซโรโทนินในความผิดปกติของระบบทางเดินอาหาร เช่น ท้องผูกและโรคลำไส้แปรปรวน^{[ 103 ]}

หากมีสารระคายเคืองอยู่ในอาหาร เซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินจะปล่อยเซโรโทนินออกมามากขึ้นเพื่อให้ลำไส้เคลื่อนไหวเร็วขึ้น กล่าวคือ ทำให้เกิดอาการท้องเสีย เพื่อขับสารที่เป็นอันตรายออกจากลำไส้ หากเซโรโทนินถูกปล่อยออกมาในเลือดเร็วกว่าที่เกล็ดเลือดจะดูดซึมได้ ระดับของเซโรโทนินอิสระในเลือดจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะกระตุ้นตัวรับ 5-HT3ในบริเวณกระตุ้นเคมีรีเซปเตอร์ที่กระตุ้นให้เกิดการอาเจียน^{[ 104 ]}ดังนั้น ยาและสารพิษจึงกระตุ้นการปล่อยเซโรโทนินจากเซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินในผนังลำไส้ ซึ่งสามารถทำให้เกิดการอาเจียนได้ เซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินไม่เพียงแต่ตอบสนองต่ออาหารที่ไม่ดีเท่านั้น แต่ยังมีความไวต่อการฉายรังสีและเคมีบำบัดมะเร็ง อีก ด้วย ยาที่ปิดกั้น 5HT3มีประสิทธิภาพมากในการควบคุมอาการคลื่นไส้และอาเจียนที่เกิดจากการรักษามะเร็ง และถือเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับวัตถุประสงค์นี้^{[ 105 ]}

ปอด[ ^{106 ]} รวมถึง ปอดของสัตว์เลื้อยคลาน^{[ 107 ]} ประกอบด้วย เซลล์เยื่อบุผิวเฉพาะที่เกิดขึ้นเป็นเซลล์เดี่ยวหรือเป็นกลุ่มที่เรียกว่า neuroepithelial bodies หรือ bronchial Kulchitsky cells หรือเรียกอีกอย่างว่า^K cells ^{[ 108} ] เซลล์เหล่านี้คือ enterochromaffin cells ที่เหมือนกับเซลล์ในลำไส้ซึ่งปล่อยเซโรโทนิน^{[ 108 ] หน้าที่}ของพวกมันน่าจะเป็นการหดตัวของหลอดเลือดในระหว่างภาวะขาดออกซิเจน^{[ 106 ]}

เซโรโทนินยังถูกผลิตโดยเซลล์เมอร์เคลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบรับความรู้สึกทางกาย^{[ 109 ]}

ในหนูและมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงระดับและการส่งสัญญาณของเซโรโทนินได้รับการแสดงให้เห็นว่าควบคุมมวลกระดูก^{[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ]}หนูที่ขาดเซโรโทนินในสมองจะมีภาวะกระดูกบางในขณะที่หนูที่ขาดเซโรโทนินในลำไส้จะมีมวลกระดูกสูง ในมนุษย์ ระดับเซโรโทนินในเลือดที่เพิ่มขึ้นได้รับการแสดงให้เห็นว่าเป็นตัวทำนายเชิงลบที่สำคัญของความหนาแน่นของกระดูกต่ำ เซโรโทนินยังสามารถสังเคราะห์ได้ในเซลล์กระดูก แม้ว่าจะอยู่ในระดับต่ำมากก็ตาม มันทำหน้าที่ในเซลล์กระดูกโดยใช้ตัวรับที่แตกต่างกันสามชนิด ผ่านตัวรับ5-HT _1Bมันควบคุมมวลกระดูกในเชิงลบ ในขณะที่มันควบคุมในเชิงบวกผ่านตัวรับ5-HT _2Bและตัวรับ5-HT _2Cมีความสมดุลที่ละเอียดอ่อนมากระหว่างบทบาททางสรีรวิทยาของเซโรโทนินในลำไส้และพยาธิสภาพของมัน การเพิ่มขึ้นของปริมาณเซโรโทนินนอกเซลล์ส่งผลให้เกิดการส่งต่อสัญญาณที่ซับซ้อนในออสทีโอบลาสต์ซึ่งจบลงด้วยเหตุการณ์การถอดรหัสที่ขึ้นอยู่กับ FoxO1/Creb และ ATF4 ^{[ 114 ]}หลังจากการค้นพบในปี 2008 ว่าเซโรโทนินในลำไส้ควบคุมมวลกระดูก การตรวจสอบกลไกเกี่ยวกับสิ่งที่ควบคุมการสังเคราะห์เซโรโทนินจากลำไส้ในการควบคุมมวลกระดูกจึงเริ่มต้นขึ้น พบว่า Piezo1ตรวจจับ RNA ในลำไส้และส่งต่อข้อมูลนี้ผ่านการสังเคราะห์เซโรโทนินไปยังกระดูกโดยทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับ RNA สายเดี่ยว (ssRNA) ที่ควบคุมการผลิต 5-HT การลบPiezo1 เฉพาะในเยื่อบุผิวลำไส้ของหนู ทำให้การเคลื่อนไหวของลำไส้ผิดปกติอย่างมาก ขัดขวางการเกิดลำไส้ใหญ่อักเสบจากการทดลอง และลดระดับ 5-HT ในซีรั่ม เนื่องจากภาวะขาด 5-HT ทั่วร่างกาย การกำจัดPiezo1 แบบมีเงื่อนไขจึง เพิ่มการสร้างกระดูก ที่น่าสังเกตคือ ssRNA ในอุจจาระถูกระบุว่าเป็นลิแกนด์ Piezo1 ตามธรรมชาติ และการสังเคราะห์ 5-HT จากลำไส้ที่ถูกกระตุ้นโดย ssRNA เกิดขึ้นในลักษณะที่ไม่ขึ้นกับ MyD88/TRIF การให้ RNase A ทางลำไส้ใหญ่จะยับยั้งการเคลื่อนไหวของลำไส้และเพิ่มมวลกระดูก ผลการค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า ssRNA ในลำไส้เป็นตัวกำหนดหลักของระดับ 5-HT ในระบบ ซึ่งบ่งชี้ว่าแกน ssRNA-Piezo1 เป็นเป้าหมายเชิงป้องกันที่มีศักยภาพสำหรับการรักษาความผิดปกติของกระดูกและลำไส้ การศึกษาในปี 2008, 2010 และ 2019 ได้เปิดโอกาสสำหรับการวิจัยเซโรโทนินในการรักษาความผิดปกติของมวลกระดูก^{[ 115 ] [ 116 ]}

เนื่องจากเซโรโทนินส่งสัญญาณความพร้อมของทรัพยากร จึงไม่น่าแปลกใจที่มันส่งผลต่อการพัฒนาของอวัยวะ การศึกษาในมนุษย์และสัตว์หลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าโภชนาการในช่วงต้นชีวิตสามารถส่งผลต่อสิ่งต่างๆ ในวัยผู้ใหญ่ เช่น ปริมาณไขมันในร่างกาย ไขมันในเลือด ความดันโลหิตหลอดเลือดแดงแข็งพฤติกรรม การเรียนรู้ และอายุยืน^{[ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]}การทดลองในหนูแสดงให้เห็นว่าการได้รับ SSRIs ในช่วงแรกเกิดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างถาวรในการส่งสัญญาณเซโรโทนินในสมอง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรม^{[ 120 ] [ 121 ]}ซึ่งสามารถย้อนกลับได้ด้วยการรักษาด้วยยาต้านซึมเศร้า^{[ 122 ]}โดยการรักษาหนูปกติและหนูที่ขาดตัวขนส่งเซโรโทนินด้วยฟลูออกเซทีน นักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาทางอารมณ์ปกติในวัยผู้ใหญ่ เช่น ระยะเวลาแฝงสั้นในการหลบหนีจากการถูกช็อตที่เท้าและความโน้มเอียงที่จะสำรวจสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ ขึ้นอยู่กับตัวขนส่งเซโรโทนินที่ทำงานอยู่ระหว่างช่วงแรกเกิด^{[ 123 ] [ 124 ]}

เซโรโทนินของมนุษย์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นปัจจัยการเจริญเติบโตโดยตรงได้อีกด้วย ความเสียหายของตับจะเพิ่มการแสดงออกของเซลล์ของตัวรับ5-HT _2Aและ5-HT _2Bซึ่งเป็นตัวกลางในการเจริญเติบโตทดแทนของตับ (ดูตับ § การสร้างใหม่ของตับ ) ^{[ 125 ]}จากนั้นเซโรโทนินที่มีอยู่ในเลือดจะกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์เพื่อซ่อมแซมความเสียหายของตับ^{[ 126 ]}

ตัวรับ 5-HT _2Bยังกระตุ้นเซลล์สร้างกระดูกซึ่งสร้างกระดูก^{[ 127 ]}อย่างไรก็ตาม เซโรโทนินยังยับยั้งเซลล์สร้างกระดูกผ่านทางตัวรับ 5-HT _1B ^{[ 128 ]}

นอกจากนี้ เซโรโทนินยังกระตุ้น การทำงาน ของเอนโดธีเลียลไนตริกออกไซด์ซินเทส และกระตุ้นการฟอสโฟรีเลชันของ p44/p42 ไมโทเจนแอคติเวเตดโปรตีนไคเนสผ่านกลไกที่เกี่ยวข้องกับตัวรับ 5-HT1B ในเซลล์เพาะเลี้ยงเอนโดธีเลียมเอออร์ตาของวัว ^{[ 129 ]}ในเลือด เซโรโทนินจะถูกรวบรวมจากพลาสมาโดยเกล็ดเลือด ซึ่งจะเก็บสะสมไว้ ดังนั้นจึงออกฤทธิ์ได้ทุกที่ที่เกล็ดเลือดจับกับเนื้อเยื่อที่เสียหาย ทำหน้าที่เป็นสารหดตัวของหลอดเลือดเพื่อหยุดเลือดออก และยังทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการแบ่งตัวของไฟโบรไซต์ (ปัจจัยการเจริญเติบโต) เพื่อช่วยในการรักษา^{[ 130 ]}

เซโรโทนินยังควบคุม การทำงาน ของเนื้อเยื่อไขมัน สีขาวและสีน้ำตาล และเซลล์ไขมันสามารถผลิต 5-HT แยกต่างหากจากลำไส้ เซโรโทนินเพิ่มการสร้างไขมันผ่านHTR2Aในเนื้อเยื่อไขมันสีขาว และยับยั้งการสร้างความร้อนในเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลผ่าน Htr3 ^{[ 131 ]}

ยาหลายกลุ่มออกฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนิน รวมถึงยาแก้ซึมเศร้าบางชนิด ยาคลายความวิตกกังวลยาต้านโรคจิตยาแก้ปวดยา แก้ไมเกรน ยา กระตุ้นการหดตัวของ มดลูกยา แก้อาเจียน ยาลดความอยากอาหารและ ยา ต้านอาการชักตลอดจนยาหลอนประสาทและยา ที่ทำให้เกิดความรู้สึกผ่อนคลาย

ในขณะพัก เซโรโทนินจะถูกเก็บไว้ภายในถุงของเซลล์ประสาทก่อนซิแนปส์ เมื่อถูกกระตุ้นด้วยกระแสประสาท เซโรโทนินจะถูกปล่อยออกมาเป็นสารสื่อประสาทเข้าสู่ซิแนปส์ โดยจะจับกับตัวรับหลังซิแนปส์แบบย้อนกลับได้ เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสประสาทบนเซลล์ประสาทหลังซิแนปส์ เซโรโทนินยังสามารถจับกับตัวรับอัตโนมัติบนเซลล์ประสาทก่อนซิแนปส์เพื่อควบคุมการสังเคราะห์และการปล่อยเซโรโทนิน โดยปกติแล้ว เซโรโทนินจะถูกนำกลับเข้าไปในเซลล์ประสาทก่อนซิแนปส์เพื่อหยุดการทำงาน จากนั้นจะนำกลับมาใช้ใหม่หรือถูกย่อยสลายโดยโมโนอะมีนออกซิเดส^{[ 132 ]}

ยาที่เปลี่ยนแปลงระดับเซโรโทนินถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคซึมเศร้าโรควิตกกังวลทั่วไปและโรคกลัวสังคมสารยับยั้งโมโนอะมีนออกซิเดส (MAOIs) ป้องกันการสลายตัวของสารสื่อประสาทโมโนอะมีน (รวมถึงเซโรโทนิน) ดังนั้นจึงเพิ่มความเข้มข้นของสารสื่อประสาทในสมอง การรักษาด้วย MAOI เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาไม่พึงประสงค์ของยาหลายอย่าง และผู้ป่วยมีความเสี่ยงต่อภาวะความดันโลหิต สูงฉุกเฉิน ที่เกิดจากอาหารที่มีไทรามีน สูง และยาบางชนิด ยาบางชนิดยับยั้งการดูดซึมกลับของเซโรโทนิน ทำให้เซโรโทนินอยู่ในช่องว่างไซแนปส์นานขึ้นยาต้านเศร้าไตรไซคลิก (TCAs) ยับยั้งการดูดซึมกลับของทั้งเซโรโทนินและ นอร์ เอพิเนฟริน สาร ยับยั้งการดูดซึมกลับเซโรโทนิน แบบเลือก ( SSRIs ) รุ่นใหม่กว่ามีผลข้างเคียงน้อยกว่าและมีปฏิกิริยากับยาอื่นน้อยกว่า^{[ 133 ]}

ยา SSRI บางชนิดแสดงให้เห็นว่าสามารถลดระดับเซโรโทนินลงต่ำกว่าระดับพื้นฐานหลังจากการใช้เรื้อรัง แม้ว่าจะมีการเพิ่มขึ้นในตอนแรกก็ตาม^{[ 134 ]}ยีน5-HTTLPRเข้ารหัสจำนวนตัวขนส่งเซโรโทนินในสมอง โดยตัวขนส่งเซโรโทนินที่มากขึ้นจะทำให้ระยะเวลาและขนาดของการส่งสัญญาณเซโรโทนินลดลง^{[ 135 ]}โพลีมอร์ฟิซึม 5-HTTLPR (l/l) ที่ทำให้เกิดตัวขนส่งเซโรโทนินมากขึ้นยังพบว่ามีความยืดหยุ่นต่อภาวะซึมเศร้าและความวิตกกังวลมากขึ้น^{[ 136 ] [ 137 ]}

นอกจากการใช้ในการรักษาภาวะซึมเศร้าและความวิตกกังวลแล้ว ยาต้านเศร้ากลุ่มเซโรโทนินบางชนิดยังได้รับการอนุมัติและใช้ในการรักษาไฟโบรมัยอัลเจียอาการปวดเส้นประสาทและกลุ่มอาการอ่อนเพลียเรื้อรังอีกด้วย^{[ 138 ] [ 139 ]}

ยาคลาย ความวิตกกังวลกลุ่มอะซาพิโรนเช่นบัสพิโรนและแทนโดสพิโรนทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นตัวรับเซ โรโทนิน 5-HT _1A ^{[ 140 ] [ 141 ]}

ยาต้านโรคจิตหลายชนิดจับกับและปรับเปลี่ยนตัวรับเซโรโทนินรวมถึงตัวรับ เซโรโทนิน 5-HT _1A , 5 -HT _2A , 5-HT _2B , 5-HT 2C, 5-HT ₆และ₅ - HT ₇เป็นต้น^{[ 142 ] [ 143 ]}การกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _1Aและการปิดกั้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2Aอาจมีส่วนช่วยในผลการรักษาโรคจิตของยาเหล่านี้ ในขณะที่การต่อต้านตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2Cมีส่วนเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลข้างเคียงของยาต้านโรคจิต^{[ 142 ] [ 143 ]}

ยาแก้ปวดไมเกรนเช่นทริปแทนเช่นซูมาทริปแทนทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน5-HT _1B , 5-HT _1Dและ/หรือ5-HT _1F ^{[ 144 ] [ 145 ]} ยา แก้ปวดไมเกรนรุ่นก่อนหน้านี้คืออนุพันธ์ของเออร์โกลีน และ ยาที่เกี่ยวข้องกับเออร์ กอตเช่นเออร์โกตา มี นไดไฮโดรเออร์โกตามีนและ เม ทิเซอร์ไจด์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นตัวรับเซโรโทนินแบบไม่จำเพาะเจาะจง^{[ 145 ] [ 146 ] [ 147 ]}

ไลเซอร์กาไมด์บางชนิดเช่นเออร์โกเมทรีนและเมทิลเออร์โกเมทรีนถูกนำมาใช้ในทางคลินิกเป็นสารกระตุ้นการหด ตัวของมดลูก ^{[ 148 ] [ 149 ]}เชื่อกันว่าฤทธิ์กระตุ้นการหดตัวของมดลูกของยาเหล่านี้น่าจะเกิดจากการกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน5-HT ₂ในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อเรียบของมดลูก^{[ 148 ] [ 149 ]}

สารต้านตัวรับเซ โรโทนิน 5-HT ₃บางชนิดเช่นออนแดนเซตรอน ก รานิเซตรอนและโทรพิเซตรอนเป็นสารต้านอาเจียน ที่สำคัญ ^{[ 150 ] [ 151 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสำคัญในการรักษาอาการคลื่นไส้และอาเจียนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำเคมีบำบัดมะเร็งโดยใช้ยาที่เป็นพิษต่อเซลล์^{[ 151 ]}การประยุกต์ใช้อีกอย่างหนึ่งคือการรักษา อาการ คลื่นไส้และอาเจียนหลังการผ่าตัด^{[ 150 ]}

สารกระตุ้นการหลั่งเซโรโทนินบางชนิดสารยับยั้งการดูดซึมเซโรโทนินและ/หรือสารกระตุ้นตัวรับ เซโรโทนิน 5-HT _2C เช่นเฟนฟลูรามี น เด็ก ซ์เฟนฟลูรามีนคลอ ร์ เฟนเทอร์มีน ไซบูทรามีนและลอร์คาเซรินได้รับการอนุมัติและใช้เป็น^ยาระงับความอยากอาหารเพื่อลดน้ำหนักในการรักษาภาวะน้ำหนักเกินหรือโรคอ้วน [ ^{152 ] [ 153 ] [ 154 ] [ 155 ] [ 156 ]}สารหลายชนิดที่กล่าวมาข้างต้นถูกถอนออกจากตลาดเนื่องจากความเป็นพิษเช่นพังผืดในหัวใจหรือความดันโลหิตสูงในปอด^{[ 156 ]}

แม้ว่าก่อนหน้านี้จะถูกถอนออกจากตลาดในฐานะยาระงับความอยากอาหาร แต่เฟนฟลูรามีนก็ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในฐานะยากันชักสำหรับการรักษาอาการชักในโรคลมชัก ชนิดหายากบางชนิด เช่นกลุ่มอาการดราเว็ตและกลุ่มอาการเลนน็อกซ์-แกสโตต์ [ ^{157 ] สาร}กระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _{2C ที่เลือกเฉพาะ เช่น ลอร์คาเซริน เบ็} กซิคาเซรินและBMB-101ก็กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในเรื่องนี้เช่นกัน^{[ 157 ] [ 158 ] [ 159 ] [ 160 ]}

สาร ออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทเซโรโทนินได้แก่ ยาเช่นไซโลไซบิน (พบในเห็ดไซโลไซบิน ) ไดเมทิลไตรป ตามีน (DMT) (พบในอายาฮัวสกา ) ไลเซอร์จิกแอซิดไดเอทิล อะไมด์ (LSD) เมสคาลีน (พบใน ต้น กระบองเพชรเปโยเต ) และ5-MeO-DMT (พบใน ต้น อนาเดนันเทอราและคางคกบูโฟอัลวาริอุส) ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นที่ไม่จำเพาะเจาะจง ของตัวรับเซโรโทนินและทำให้ เกิดผล หลอนประสาทโดยเฉพาะผ่านการกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน5 - HT _2A ^{[ 161 ] [ 162 ] [ 163 ]}หลักฐานนี้แสดงให้เห็นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า สารต้านตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2Aและสิ่งที่เรียกว่า " ตัวหยุดการเดินทาง " เช่นคีแทนเซอรินสามารถยับยั้งผลหลอนประสาทของสารออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทเซโรโทนินในมนุษย์ได้ รวมถึงการค้นพบอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 161 ] [ 162 ] [ 164 ]}สารหลอนประสาทเซโรโทนินบางชนิด เช่นไซโลซิน , DMT และ 5-MeO-DMT เป็นทริปตามีนที่ถูกแทนที่และมีโครงสร้างทางเคมี คล้าย กับเซโรโทนิน มาก ^{[ 163 ]}

เซโรโทนินเอง แม้ว่าจะทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2Aก็ตาม เชื่อกันว่าไม่มีฤทธิ์หลอนประสาท^{[ 165 ]}ผลกระทบหลอนประสาทของสารหลอนประสาทที่เกี่ยวข้องกับเซโรโทนินดูเหมือนจะเกิดจากการกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2Aที่แสดงออกในกลุ่ม เซลล์ ประสาท คอ ร์เทกซ์ในคอร์เทกซ์ส่วนหน้าด้านใน (mPFC) ^{[ 166 ] [ 165 ]} ตัวรับ เซโรโทนิน 5-HT _2A เหล่านี้ แตกต่างจากตัวรับเซโรโทนินและตัวรับที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ ตรงที่มันแสดงออกภายในเซลล์ [ ^{166 ] [ 165 ] นอกจาก}นี้ เซลล์ประสาทที่บรรจุตัวรับเหล่านี้ยังขาดการแสดงออกของตัวขนส่งเซโรโทนิน (SERT) ซึ่งปกติจะขนส่งเซโรโทนินจาก ช่องว่าง ภายนอกเซลล์ไปยังช่องว่างภายในเซลล์ประสาท^{[ 166 ] [ 165 ]}เซโรโทนินเองนั้นมีคุณสมบัติชอบน้ำ มากเกินไป ที่จะเข้าสู่เซลล์ประสาทเซโรโทนินได้หากไม่มี SERT ดังนั้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2A เหล่านี้ จึงไม่สามารถเข้าถึงเซโรโทนินได้^{[ 166 ] [ 165 ]}ในทางกลับกัน สารหลอนประสาทที่ออกฤทธิ์ต่อเซโรโทนินนั้นมี คุณสมบัติ ชอบไขมัน มากกว่า เซโรโทนินและสามารถเข้าสู่เซลล์ประสาทเหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย^{[ 166 ] [ 165 ]}นอกจากจะอธิบายว่าทำไมเซโรโทนินจึงไม่แสดงผลหลอนประสาทแล้ว ผลการค้นพบเหล่านี้ยังอาจอธิบายได้ว่าทำไมยาที่เพิ่มระดับเซโรโทนิน เช่นสารยับยั้งการดูดซึมเซโรโทนินแบบเลือก (SSRIs) และสารออกฤทธิ์ต่อเซโรโทนินประเภทอื่นๆ จึงไม่ก่อให้เกิดผลหลอนประสาท^{[ 166 ] [ 165 ]}การแสดงออกของ SERT ในเซลล์ประสาทของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าด้านในเหล่านี้ ส่งผลให้พาราคลอโรแอมเฟตามีน (PCA) ซึ่งเป็น สารที่ปลดปล่อยเซโรโทนิน ซึ่งโดยปกติแล้วจะไม่แสดงผลคล้ายสารหลอนประสาท สามารถทำให้เกิดผลคล้ายสารหลอนประสาทในสัตว์ได้^{[ 165 ]}

แม้ว่าเซโรโทนินเองจะไม่มีฤทธิ์หลอนประสาท แต่การให้สารตั้งต้นของเซโรโทนิน ในปริมาณสูงมาก เช่นทริปโตเฟนหรือ5-ไฮดรอกซีทริปโตเฟน (5-HTP) หรือการฉีดเซโรโทนินในปริมาณสูงเข้าไปในโพรงสมองโดยตรง สามารถทำให้เกิดผลคล้ายสารหลอนประสาทในสัตว์ได้^{[ 167 ] [ 168 ] [ 169 ]}ผลกระทบคล้ายสารหลอนประสาทเหล่านี้สามารถถูกกำจัดได้ด้วยสารยับยั้งอินโดล เอทิลอะมี น เอ็น- เมทิลทรานสเฟอเรส (INMT) ซึ่งจะปิดกั้นการเปลี่ยนเซโรโทนินและทริปตามีนภายในร่างกายอื่นๆ ให้เป็น ทริปตามีนที่ถูกเมทิลเลตด้วย เอ็น - เมทิล รวมถึงเอ็น - เมทิลเซโรโทนิ น (NMS; น อร์บูโฟเทนิน), บูโฟเทนิน (5-ไฮดรอกซี -เอ็น , เอ็น-ได เมทิลทริปตามีน; 5-HO-DMT), เอ็น -เมทิล ทริปตามีน (NMT) และเอ็น , เอ็น - ไดเมทิลทริปตา มี น (DMT) ^{[ 168 ] [ 170 ] [ 169 ]} เอ็น-เมทิลทริปตามี นเหล่านี้มีคุณสมบัติชอบไขมันมากกว่าเซโรโทนินมาก และในทางตรงกันข้าม สามารถแพร่กระจาย เข้าไปในเซลล์ประสาทเซโรโทเนอร์จิกและกระตุ้นตัว รับ เซโรโทนิน 5-HT _2Aภายในเซลล์ได้^{[ 168 ] [ 169 ] [ 166 ] [ 165 ]}เมตาโบไลต์อีกตัวหนึ่งของเซโรโทนินที่มีฤทธิ์คล้ายสารหลอนประสาทในสัตว์คือ5-เมทอกซีทริปตามีน (5-MT) ^{[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ]}

DMT เป็น สารประกอบ ภายในร่างกายที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ^{[ 174 ] [ 175 ] [ 176 ]}เมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าเซโรโทนินเองไม่สามารถกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2A ภายในเซลล์ได้ จึงเป็นไปได้ว่า DMT อาจเป็นลิแกนด์ ภายใน ของตัวรับเหล่านี้มากกว่าเซโรโทนิน^{[ 166 ] [ 165 ]}

MDMA ซึ่งเป็นสารกระตุ้นความ รู้สึก (entactogen) เป็นสารที่ปล่อยเซโรโทนินและในขณะที่มันมีฤทธิ์อื่นๆ เช่นการปล่อยนอร์เอพิเนฟ ริน และโด ปามีนพร้อมกัน และการกระตุ้น ตัว รับเซโรโทนิน5-HT ₂ โดยตรงอย่างอ่อนๆ การปล่อยเซโรโทนินก็มีบทบาทสำคัญในผลกระทบที่กระตุ้นความรู้สึกอันเป็นเอกลักษณ์ของมัน^{[ 177 ]}สารกระตุ้นความรู้สึกเช่น MDMA ควรได้รับการแยกแยะออกจากยาอื่นๆ เช่นสารกระตุ้นเช่นแอมเฟตามีนและสารหลอนประสาทเช่นLSDแม้ว่า MDMA เองจะมีลักษณะบางอย่างของสารทั้งสองประเภทนี้ก็ตาม^{[ 177 ] [ 178 ]}การให้ยาร่วมกับสารยับยั้งการดูดซึมเซโรโทนินแบบเลือก (SSRIs) ซึ่งปิดกั้นตัวขนส่งเซโรโทนิน (SERT) และป้องกันไม่ให้ MDMA กระตุ้นการปล่อยเซโรโทนิน จะช่วยลดผลกระทบทางจิตใจของ MDMA ลงอย่างมาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของเซโรโทนินในผลกระทบของยา^{[ 179 ]}สารที่กระตุ้นการหลั่งเซโรโทนิน เช่น MDMA สามารถเพิ่มระดับเซโรโทนินได้มากกว่า SSRIs มาก และมีผลต่อความรู้สึกที่รุนแรงกว่ามาก^{[ 180 ] [ 181 ] [ 182 ] [ 183 ]}นอกจาก MDMA แล้ว ยังมีสารกระตุ้นความรู้สึกอื่นๆ อีกมากมายที่เป็นที่รู้จัก^{[ 184 ] [ 185 ] [ 178 ]}

ระดับเซโรโทนินที่สูงมากหรือการกระตุ้นตัวรับเซโรโทนินบางชนิดสามารถทำให้เกิดภาวะที่เรียกว่ากลุ่มอาการเซโรโทนินซึ่งมีผลเป็นพิษและอาจถึงแก่ชีวิตได้ ในทางปฏิบัติ ระดับที่เป็นพิษดังกล่าวแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเกิดขึ้นจากการใช้ ยาต้านอาการซึมเศร้าเพียงชนิดเดียวเกิน ขนาดแต่ต้องใช้ยาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนินหลายชนิดร่วมกัน เช่นSSRIร่วมกับMAOIซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ในปริมาณที่ใช้ในการรักษา^{[ 186 ] [ 187 ]}อย่างไรก็ตาม กลุ่มอาการเซโรโทนินสามารถเกิดขึ้นได้จากการใช้ยาที่กระตุ้นตัวรับเซโรโทนินบางชนิดเกินขนาด เช่นยาหลอนประสาทกลุ่มNBOMe ^{[ 188 ] [ 189 ] [ 190 ]}

ความรุนแรงของอาการของกลุ่มอาการเซโรโทนินนั้นแตกต่างกันไปในวงกว้าง และอาการที่ไม่รุนแรงก็พบได้แม้ในระดับที่ไม่เป็นพิษ^{[ 191 ]}มีการประมาณการว่าร้อยละ 14 ของผู้ป่วยที่ประสบกับกลุ่มอาการเซโรโทนินได้รับยา SSRIs เกินขนาด ในขณะที่อัตราการเสียชีวิตอยู่ระหว่างร้อยละ 2 ถึง 12 ^{[ 186 ] [ 192 ] [ 193 ]}

ยาที่กระตุ้นตัวรับเซโรโทนินบางชนิดทำให้เกิดพังผืดในส่วนใดก็ได้ของร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มอาการพังผืดในช่องท้องส่วนหลังรวมถึงพังผืดที่ลิ้นหัวใจ^{[ 194 ]}

ในอดีต ยากลุ่มเซโรโทนิน 3 กลุ่มมีความเชื่อมโยงทางระบาดวิทยากับกลุ่มอาการเหล่านี้ ได้แก่ ยาแก้ปวดไมเกรนที่มีฤทธิ์ทำให้หลอดเลือดหดตัวซึ่งออกฤทธิ์ต่อ เซโรโทนิน ( เออร์โกตา มีน และเมทิเซอร์ไจด์ ) ^{[ 194 ]}ยาระงับความอยากอาหารที่ออกฤทธิ์ต่อเซโรโทนิน ( เฟนฟลูรามีนคลอ ร์ เฟนเทอร์มีนและอะมิโนเร็กซ์ ) และยาต้านโรคพาร์กินสันบางชนิดที่ออกฤทธิ์ต่อตัวรับโดปามีน ซึ่งกระตุ้นตัวรับเซโรโทนิน 5-HT _2B ด้วย เช่นกัน ได้แก่เพอร์โกไลด์และคาเบอร์โกลีน แต่ไม่รวมถึง ลิซูไรด์ซึ่งมีฤทธิ์ต่อโดปามีนโดยเฉพาะ^{[ 195 ]}

เช่นเดียวกับเฟนฟลูรามีน ยาเหล่านี้บางชนิดถูกถอนออกจากตลาดหลังจากกลุ่มที่รับประทานยาเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นทางสถิติของผลข้างเคียงอย่างน้อยหนึ่งอย่างที่อธิบายไว้ ตัวอย่างเช่นเพอร์โกไลด์การใช้ยานี้ลดลงนับตั้งแต่มีรายงานในปี 2546 ว่ามีความเกี่ยวข้องกับพังผืดในหัวใจ^{[ 196 ]}

การศึกษาอิสระสองฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสาร The New England Journal of Medicineในเดือนมกราคม พ.ศ. 2550 ระบุว่าเพอร์โกไลด์ร่วมกับคาเบอร์โกลีนเป็นสาเหตุ ของ โรคลิ้นหัวใจ^{[ 197 ] [ 198 ]}ด้วยเหตุนี้FDAจึงถอนเพอร์โกไลด์ออกจากตลาดสหรัฐอเมริกาในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2550 ^{[ 199 ]} (เนื่องจากคาเบอร์โกลีนไม่ได้รับการอนุมัติในสหรัฐอเมริกาสำหรับโรคพาร์กินสัน แต่สำหรับภาวะไฮเปอร์โปรแลคติเนเมีย ยาจึงยังคงอยู่ในตลาด การรักษาภาวะไฮเปอร์โปรแลคติเนเมียต้องใช้ยาในปริมาณที่ต่ำกว่าการรักษาโรคพาร์กินสัน ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของโรคลิ้นหัวใจ) ^{[ 200 ]}

เซโรโทนินถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายชนิดเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆSSRIsพบว่าเป็นพิษต่อสาหร่าย^{[ 201 ]}ปรสิตในระบบทางเดินอาหารEntamoeba histolyticaหลั่งเซโรโทนิน ทำให้เกิดอาการท้องเสียแบบมีสารคัดหลั่งอย่างต่อเนื่องในบางคน^{[ 22 ] [ 202 ]} พบว่า ผู้ป่วยที่ติดเชื้อE. histolyticaมีระดับเซโรโทนินในซีรั่มสูงมาก ซึ่งกลับสู่ระดับปกติหลังจากการติดเชื้อหายไป^{[ 203 ]} E. histolyticaยังตอบสนองต่อการมีอยู่ของเซโรโทนินโดยการกลายเป็นเชื้อที่ก่อโรคได้มากขึ้น^{[ 204 ]}ซึ่งหมายความว่าการหลั่งเซโรโทนินไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มการแพร่กระจายของเอนทามีบาโดยทำให้โฮสต์ท้องเสีย แต่ยังช่วยประสานพฤติกรรมของพวกมันตามความหนาแน่นของประชากร ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการรับรู้จำนวนประชากร ( quorum sensing ) เมื่ออยู่นอกลำไส้ของโฮสต์แล้ว ไม่มีสิ่งใดที่กระตุ้นการปล่อยเซโรโทนิน ทำให้ความเข้มข้นของเซโรโทนินต่ำมาก เซโรโทนินที่ต่ำเป็นสัญญาณบอกเอ็นทามีบาว่าพวกมันอยู่นอกโฮสต์ และพวกมันจะลดความรุนแรงลงเพื่อประหยัดพลังงาน เมื่อพวกมันเข้าสู่โฮสต์ใหม่ พวกมันจะเพิ่มจำนวนในลำไส้ และมีความรุนแรงมากขึ้นเมื่อเซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินถูกกระตุ้นโดยพวกมัน และความเข้มข้นของเซโรโทนินเพิ่มขึ้น

ในการอบแห้งเมล็ดพืชการผลิตเซโรโทนินเป็นวิธีหนึ่งในการกำจัดแอมโมเนีย ที่เป็นพิษที่สะสมอยู่ แอมโมเนียจะถูกรวบรวมและวางไว้ใน ส่วน อินโดลของแอล - ทริปโตแฟนจากนั้นจะถูกดีคาร์บอก ซิเลชัน โดยทริปโตแฟนดีคาร์บอกซิเลสเพื่อให้ได้ทริปตามีน จากนั้นจะถูกไฮดรอก ซิเลชัน โดยไซโตโครม P450 โมโนออกซิเจเนส ทำให้เกิดเซโรโทนิน^{[ 205 ]}

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเซโรโทนินเป็นสารควบคุมระบบทางเดินอาหารที่สำคัญ จึงอาจมีการผลิตเซโรโทนินในผลไม้ของพืชเพื่อเร่งการเคลื่อนตัวของเมล็ดผ่านทางเดินอาหาร เช่นเดียวกับยาระบายที่เกี่ยวข้องกับเมล็ดและผลไม้ที่รู้จักกันดีหลายชนิด เซโรโทนินพบได้ในเห็ดผลไม้และผักค่าสูงสุด 25–400 มก./กก. พบในถั่ววอลนัท ( Juglans ) และฮิคกอรี ( Carya ) ความเข้มข้นของเซโรโทนิน 3–30 มก./กก. พบในกล้วยหอม สับปะรดกล้วยกีวีลูกพลัมและมะเขือเทศ ระดับปานกลางตั้งแต่ 0.1–3 มก . /กก. พบในผักที่ทดสอบหลากหลายชนิด^{[ 23 ] [ 20 ]}

เซโรโทนินเป็นสารประกอบหนึ่งของสารพิษที่พบในตำแย ( Urtica dioica ) ซึ่งทำให้เกิดอาการปวดเมื่อถูกฉีดในลักษณะเดียวกับที่พบในพิษของแมลง^{[ 21 ]}นอกจากนี้ยังพบได้ตามธรรมชาติในParamuricea clavataหรือพัดทะเลแดง^{[ 206 ]}

พบเซโรโทนินและทริปโตแฟนในช็อกโกแลตที่มีปริมาณโกโก้แตกต่างกัน ปริมาณเซโรโทนินสูงสุด (2.93 μg/g) พบในช็อกโกแลตที่มีโกโก้ 85% และปริมาณทริปโตแฟนสูงสุด (13.27–13.34 μg/g) พบในช็อกโกแลตที่มีโกโก้ 70–85% ไม่พบสารตัวกลางในการสังเคราะห์จากทริปโตแฟนไปเป็นเซโรโทนิน คือ 5-ไฮดรอกซีทริปโตแฟน^{[ 207 ]}

การพัฒนาของรากในArabidopsis thalianaได้รับการกระตุ้นและปรับเปลี่ยนโดยเซโรโทนินในรูปแบบต่างๆ ที่ความเข้มข้นต่างๆ^{[ 208 ]}

เซโรโทนินทำหน้าที่เป็นสารเคมีป้องกันพืชจากเชื้อรา เมื่อติดเชื้อโรคเน่าโคนต้นฟิวซาเรียม ( Fusarium pseudograminearum ) ข้าวสาลี ( Triticum aestivum ) จะเพิ่มการผลิตทริปโตเฟนอย่างมากเพื่อสังเคราะห์เซโรโทนินใหม่^{[ 209 ]}หน้าที่ของกระบวนการนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้^{[ 209 ]}แต่ข้าวสาลียังผลิตเซโรโทนินเมื่อติดเชื้อStagonospora nodorumด้วย ในกรณีนั้นเพื่อชะลอการผลิตสปอร์^{[ 210 ]}ธัญพืช ต้นแบบBrachypodium distachyonซึ่งใช้เป็นตัวแทนในการวิจัยสำหรับข้าวสาลีและธัญพืชอื่นๆ ที่ใช้ในการผลิต ก็ผลิตเซโรโทนิน คูมารอย ล์-เซโร โทนิน และเฟอรูลอยล์ -เซโร โทนินเพื่อตอบสนองต่อF. graminearum เช่นกัน ซึ่งทำให้เกิด ผลต้านจุลชีพเล็กน้อยB. distachyonผลิตเซโรโทนิน (และสารประกอบ) มากขึ้นเมื่อตอบสนองต่อF. graminearum ที่ผลิต ดีออกซีนิวาลีนอล (DON) มากกว่า F. graminearum ที่ไม่ผลิต DON ^{[ 211 ]} Solanum lycopersicumผลิต สารประกอบ AA หลายชนิด รวมถึงเซโรโทนินหลายชนิด ในใบ ลำต้น และรากเมื่อตอบสนองต่อการติดเชื้อRalstonia solanacearum ^{[ 212 ]}

^{เซโรโทนินพบได้ใน เห็ด}หลอนประสาทหลายชนิดในสกุลPanaeolus ^{[ 213} ]

เซโรโทนินทำหน้าที่เป็นสารสื่อประสาทในระบบประสาทของสัตว์ส่วนใหญ่

ตัวอย่างเช่น ในหนอนตัวกลมCaenorhabditis elegansซึ่งกินแบคทีเรีย เซโรโทนินจะถูกปล่อยออกมาเป็นสัญญาณตอบสนองต่อเหตุการณ์เชิงบวก เช่น การค้นพบแหล่งอาหารใหม่ หรือในสัตว์ตัวผู้ที่พบตัวเมียเพื่อผสมพันธุ์^{[ 214 ]}เมื่อหนอนที่อิ่มแล้วรู้สึกถึงแบคทีเรียบนเปลือกนอกโดปามีนจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งทำให้มันเคลื่อนไหวช้าลง หากมันอดอาหาร เซโรโทนินก็จะถูกปล่อยออกมาเช่นกัน ซึ่งจะทำให้สัตว์เคลื่อนไหวช้าลงไปอีก กลไกนี้ช่วยเพิ่มระยะเวลาที่สัตว์ใช้ในการอยู่ร่วมกับอาหาร^{[ 215 ]} เซโรโทนิน ที่ถูกปล่อยออกมาจะกระตุ้นกล้ามเนื้อที่ใช้ในการกินอาหาร ในขณะที่ออกโทพามีนจะยับยั้งกล้ามเนื้อเหล่านั้น^{[ 216 ] [ 217 ]}เซโรโทนินจะแพร่กระจายไปยังเซลล์ประสาทที่ไวต่อเซโรโทนิน ซึ่งควบคุมการรับรู้ของสัตว์เกี่ยวกับความพร้อมของสารอาหาร

หากฉีดเซโรโทนินเข้าไปในกุ้งมังกร พวกมันจะแสดงพฤติกรรมเหมือนตัวที่เหนือกว่า ในขณะที่ ออก โทพามีนทำให้เกิด พฤติกรรมที่ด้อยกว่า^{[ 30 ]}กุ้งเค รย์ฟิช ที่ตกใจอาจสะบัดหางเพื่อหนี และผลของเซโรโทนินต่อพฤติกรรมนี้ขึ้นอยู่กับสถานะทางสังคมของสัตว์เป็นอย่างมาก เซโรโทนินยับยั้งปฏิกิริยาการหนีในสัตว์ที่ด้อยกว่า แต่จะเพิ่มปฏิกิริยานี้ในสัตว์ที่เหนือกว่าทางสังคมหรือสัตว์ที่อยู่โดดเดี่ยว เหตุผลก็คือประสบการณ์ทางสังคมเปลี่ยนแปลงสัดส่วนระหว่างตัวรับเซโรโทนิน (ตัวรับ 5-HT) ที่มีผลตรงกันข้ามต่อการตอบสนองแบบสู้หรือหนี ผลของตัวรับ5-HT ₁ มีอิทธิพล เหนือกว่าในสัตว์ที่ด้อยกว่า ในขณะที่ตัวรับ5-HT ₂มีอิทธิพลเหนือกว่าในสัตว์ที่เหนือกว่า^{[ 218 ]}

เซโรโทนินเป็นส่วนประกอบทั่วไปของพิษสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ต่อมน้ำลาย เนื้อเยื่อประสาท และเนื้อเยื่ออื่นๆ อีกมากมาย ในกลุ่มหอย แมลง กุ้ง แมงป่อง หนอนชนิดต่างๆ และแมงกะพรุน^{[ 21 ]} Rhodnius prolixusตัวเต็มวัยซึ่งดูดเลือดจากสัตว์มีกระดูกสันหลังจะหลั่งลิโปคาลินเข้าไปในบาดแผลระหว่างการดูดเลือด ในปี 2546 มีการพิสูจน์แล้วว่าลิโปคาลินเหล่านี้สามารถกักเก็บเซโรโทนินเพื่อป้องกันการหดตัวของหลอดเลือด (และอาจรวมถึงการแข็งตัวของเลือด) ในโฮสต์^{[ 219 ]}

เซโรโทนินได้รับการอนุรักษ์ทางวิวัฒนาการและปรากฏอยู่ทั่วอาณาจักรสัตว์ พบได้ในกระบวนการของแมลงในบทบาทที่คล้ายคลึงกับในระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์ เช่น ความจำ ความอยากอาหาร การนอนหลับ และพฤติกรรม^{[ 220 ] [ 19 ]}วงจรบางส่วนในเห็ดสมองเป็นเซโรโทนิน^{[ 221 ]} (ดูตัวอย่าง เฉพาะ ของแมลงหวี่ ด้านล่าง §Dipteras )

การรวมฝูงของตั๊กแตนเริ่มต้นขึ้นแต่ไม่ได้คงอยู่โดยเซโรโทนิน^{[ 222 ]}โดยการปล่อยจะถูกกระตุ้นโดยการสัมผัสระหว่างแต่ละตัว^{[ 223 ]}ซึ่งจะเปลี่ยนความชอบทางสังคมจากความรังเกียจไปสู่สภาวะการรวมกลุ่มที่ช่วยให้เกิดกลุ่มที่สอดคล้องกัน^{[ 224 ] [ 223 ] [ 222 ]}การเรียนรู้ในแมลงวันและผึ้งได้รับผลกระทบจากการมีอยู่ของเซโรโทนิน^{[ 225 ] [ 226 ]}

ตัวรับ 5-HT ของแมลงมีลำดับที่คล้ายกับตัวรับในสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่พบความแตกต่างทางเภสัชวิทยา การตอบสนองต่อยาของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังได้รับการศึกษาน้อยกว่าเภสัชวิทยาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และมีการหารือถึงศักยภาพของยาฆ่าแมลงที่เลือกเฉพาะสายพันธุ์^{[ 227 ]}

ตัวต่อและแตนมีเซโรโทนินในพิษ^{[ 228 ]}ซึ่งทำให้เกิดความเจ็บปวดและการอักเสบ^{[ 229 ] [ 21 ]}เช่นเดียวกับแมงป่อง[ ^{230 ] [ 21 ] Pheidole} dentataรับหน้าที่มากขึ้นเรื่อยๆ ในอาณานิคม เมื่อมันอายุมากขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องตอบสนองต่อสัญญาณ กลิ่นมากขึ้นเรื่อยๆในระหว่างการปฏิบัติงาน การขยายการตอบสนองต่อกลิ่นนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของเซโรโทนินและโดปามีนแต่ไม่ใช่โอคโทพามีนในปี 2549 ^{[ 231 ]}

ถ้าแมลงวันได้รับเซโรโทนิน พวกมันจะก้าวร้าวมากขึ้น แมลงวันที่มีเซโรโทนินน้อยก็ยังคงแสดงความก้าวร้าวอยู่ แต่จะทำน้อยลงมาก^{[ 232 ]}ในกระเพาะอาหารของพวกมันเซโรโทนินมีบทบาทสำคัญในการเคลื่อนไหวของระบบย่อยอาหารที่เกิดจากการหดตัว เซโรโทนินที่ออกฤทธิ์ต่อกระเพาะอาหารเป็นสารภายนอกกระเพาะอาหาร และงานวิจัยในปี 2012 ชี้ให้เห็นว่ามันอาจมีต้นกำเนิดมาจากโครงข่ายประสาทเซโรโทนินในซินแกงเกลียนทรวงอก-ช่องท้อง^{[ 233 ]}ในปี 2011 พบว่าเห็ดเซโรโทเนอร์จิก ของแมลงวันผลไม้ทำงานร่วมกับAmnesiacเพื่อสร้างความทรงจำ^{[ 221 ]}ในปี 2007 พบว่าเซโรโทนินส่งเสริมความก้าวร้าวในแมลงวันซึ่งถูกต่อต้านโดยนิวโรเปปไทด์ Fซึ่งเป็นการค้นพบที่น่าประหลาดใจ เนื่องจากทั้งสองอย่างส่งเสริมการเกี้ยวพาราสีซึ่งมักจะคล้ายกับความก้าวร้าวในหลายๆ ด้าน^{[ 221 ]}

เซโรโทนิน หรือที่รู้จักกันในชื่อ 5-ไฮดรอกซีไตรปตามีน (5-HT) เป็นสารสื่อประสาทที่รู้จักกันดีในเรื่องการมีส่วนเกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางอารมณ์ในมนุษย์ นอกจากนี้ยังเป็นสารปรับแต่งระบบประสาทที่พบได้ทั่วไปในสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง^{[ 234 ]}พบว่าเซโรโทนินมีความเกี่ยวข้องกับระบบทางสรีรวิทยาหลายระบบ เช่น ระบบหัวใจและ หลอดเลือด การควบคุมอุณหภูมิและการทำงานของพฤติกรรม รวมถึงจังหวะชีวิตประจำวันความอยากอาหาร พฤติกรรมก้าวร้าวและทางเพศ การตอบสนองทางประสาทสัมผัสและการเรียนรู้ และความไวต่อความเจ็บปวด^{[ 235 ]}หน้าที่ของเซโรโทนินในระบบประสาทพร้อมกับพฤติกรรมเฉพาะในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่พบว่ามีความสัมพันธ์อย่างมากกับเซโรโทนินจะได้รับการกล่าวถึงต่อไป นอกจากนี้ยังมีการกล่าวถึงกรณีศึกษาที่เกี่ยวข้องสองกรณีเกี่ยวกับการพัฒนาของเซโรโทนินที่เกี่ยวข้องกับปลาเทเลออส และหนู

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 5-HT มีความเข้มข้นสูงในซับสแตนเซีย นิก รา บริเวณเท็กเมนทัลด้านล่างและนิวเคลียสราเฟบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า ได้แก่ บริเวณสมองอื่นๆ และไขสันหลัง^{[ 234 ]}นอกจากนี้ยังพบว่าเซลล์ประสาท 5-HT มีการแตกแขนงสูง ซึ่งบ่งชี้ว่าเซลล์เหล่านี้มีความโดดเด่นทางโครงสร้างในการมีอิทธิพลต่อหลายพื้นที่ของระบบประสาทส่วนกลางในเวลาเดียวกัน แม้ว่าแนวโน้มนี้จะมีเฉพาะในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเท่านั้น^{[ 235 ]}

สัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ในไฟลัม Chordataที่มีกระดูกสันหลังและระบบประสาทซึ่งรวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ปลา สัตว์เลื้อยคลาน นก เป็นต้น ในมนุษย์ ระบบประสาทประกอบด้วย ระบบประสาท ส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลายโดยยังไม่ค่อยมีใครทราบกลไกเฉพาะของสารสื่อประสาทในสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดอื่นๆ มากนัก อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันว่าเซโรโทนินมีส่วนเกี่ยวข้องกับความเครียดและการตอบสนองทางพฤติกรรม และยังมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบการรับรู้ด้วย^{[ 234 ]}โครงสร้างของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มีเซลล์ 5-HT อยู่ในสมองส่วนท้าย^{[ 234 ]}นอกจากนี้ 5-HT มักพบในส่วนอื่นๆ ของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีรก รวมถึงสมองส่วนหน้าฐานและพรีเทคตัม [ ^{236 ] เนื่องจาก}ตำแหน่งของตัวรับเซโรโทนินมีส่วนช่วยในการตอบสนองทางพฤติกรรม จึงแสดงให้เห็นว่าเซโรโทนินเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางเฉพาะในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีรก ซึ่งไม่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตที่มีถุงน้ำคร่ำ^{[ 237 ]}ปลาเทเลออสและหนูเป็นสิ่งมีชีวิตที่มักใช้ในการศึกษาความเชื่อมโยงระหว่างเซโรโทนินและพฤติกรรมของสัตว์มีกระดูกสันหลัง สิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิดแสดงความคล้ายคลึงกันในผลของเซโรโทนินต่อพฤติกรรม แต่แตกต่างกันในกลไกที่ทำให้เกิดการตอบสนอง

มีการศึกษาเกี่ยวกับเซโรโทนินในสุนัขน้อยมาก การศึกษาหนึ่งรายงานว่าค่าเซโรโทนินสูงกว่าในช่วงเช้าตรู่มากกว่าช่วงพลบค่ำ^{[ 238 ]}ในการศึกษาอื่น ระดับ 5-HT ในซีรั่มดูเหมือนจะไม่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองทางพฤติกรรมของสุนัขต่อสถานการณ์ที่เครียด^{[ 239 ]}อัตราส่วนเซโรโทนิน/ครีเอตินินในปัสสาวะของสุนัขเพศเมียมีแนวโน้มสูงขึ้น 4 สัปดาห์หลังการผ่าตัด นอกจากนี้ เซโรโทนินยังมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับทั้งคอร์ติซอลและโปรเจสเตอโรน แต่ไม่มีความสัมพันธ์กับเทสโทสเตอโรนหลังการผ่าตัดมดลูกและรังไข่^{[ 240 ]}

เช่นเดียวกับสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีรก ปลาเทเลออสท์ยังมีเซลล์ 5-HT ในส่วนอื่นๆ ของสมอง รวมถึงสมองส่วนหน้าฐาน ด้วย ^{[ 236 ]} ปลา Danio rerio (ปลาลายม้าลาย) เป็นปลาเทเลออสท์ชนิดหนึ่งที่มักใช้ในการศึกษาเซโรโทนินในสมอง แม้ว่าจะยังไม่ทราบข้อมูลมากมายเกี่ยวกับระบบเซโรโทนินในสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่ความสำคัญในการควบคุมความเครียดและการปฏิสัมพันธ์ทางสังคมนั้นเป็นที่ทราบกันดี^{[ 241 ]}มีการตั้งสมมติฐานว่า AVT และ CRF ทำงานร่วมกับเซโรโทนินในแกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมหมวกไต [ ^{236 ] นิ}วโรเปปไทด์เหล่านี้มีอิทธิพลต่อความยืดหยุ่นของปลาเทเลออสท์ ส่งผลต่อความสามารถในการเปลี่ยนแปลงและตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม ปลาที่อยู่ใต้บังคับบัญชาในสังคมแสดงให้เห็นถึงความเข้มข้นของ 5-HT ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก^{[ 241 ]}ระดับ 5-HT ที่สูงในระยะยาวมีอิทธิพลต่อการยับยั้งความก้าวร้าวในปลาที่อยู่ใต้บังคับบัญชา^{[ 241 ]}

นักวิจัยจากภาควิชาเภสัชวิทยาและเคมีการแพทย์ใช้ยาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนินกับหนูตัวผู้เพื่อศึกษาผลของยาบางชนิดต่อพฤติกรรมของพวกมัน^{[ 242 ]}หนูที่ถูกแยกเลี้ยงจะแสดงพฤติกรรมก้าวร้าวต่อกันมากขึ้น ผลการศึกษาพบว่ายาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนินช่วยลดความก้าวร้าวในหนูที่ถูกแยกเลี้ยง ในขณะเดียวกันก็เพิ่มปฏิสัมพันธ์ทางสังคม^{[ 242 ]}การรักษาแต่ละวิธีใช้กลไกที่แตกต่างกันในการลดความก้าวร้าว แต่สุดท้ายแล้วผลลัพธ์ก็เหมือนกัน แม้ว่าการศึกษาจะแสดงให้เห็นว่ายาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนินสามารถกำหนดเป้าหมายไปยังตัวรับเซโรโทนินได้สำเร็จ แต่ก็ไม่ได้แสดงรายละเอียดเฉพาะของกลไกที่ส่งผลต่อพฤติกรรม เนื่องจากยาทุกชนิดมีแนวโน้มที่จะลดความก้าวร้าวในหนูตัวผู้ที่ถูกแยกเลี้ยง^{[ 242 ]}หนูที่ก้าวร้าวที่ไม่ได้ถูกแยกเลี้ยงอาจตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในการดูดซึมเซโรโทนินกลับคืนมาแตกต่างกัน

เช่นเดียวกับในมนุษย์ เซโรโทนินมีบทบาทในการควบคุมพฤติกรรมในสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ ซึ่งรวมถึงไม่เพียงแต่การตอบสนองและพฤติกรรมทางสังคมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการควบคุมอารมณ์ด้วย ความบกพร่องในวิถีการทำงานของเซโรโทนินอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอารมณ์อย่างรุนแรง รวมถึงอาการของความผิดปกติทางอารมณ์ ซึ่งอาจพบได้ในสัตว์มากกว่าแค่มนุษย์

หนึ่งในแง่มุมที่มีการวิจัยมากที่สุดของการปฏิสัมพันธ์ทางสังคมซึ่งเกี่ยวข้องกับเซโรโทนินคือความก้าวร้าว ความก้าวร้าวถูกควบคุมโดยระบบ 5-HT เนื่องจากระดับเซโรโทนินสามารถกระตุ้นหรือยับยั้งพฤติกรรมก้าวร้าวได้ ดังที่พบในหนู (ดูส่วนเกี่ยวกับหนู) และปู^{[ 242 ]}แม้ว่าจะเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง แต่ก็ยังไม่ทราบว่าเซโรโทนินมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงหรือโดยอ้อมกับส่วนต่างๆ ของสมองที่มีอิทธิพลต่อความก้าวร้าวและพฤติกรรมอื่นๆ หรือไม่^{[ 234 ]}การศึกษาระดับเซโรโทนินแสดงให้เห็นว่าระดับเซโรโทนินเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างมากในระหว่างการปฏิสัมพันธ์ทางสังคม และโดยทั่วไปแล้วจะมีความสัมพันธ์กับการยับยั้งหรือกระตุ้นพฤติกรรมก้าวร้าว^{[ 243 ]}กลไกที่แน่นอนของเซโรโทนินที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมทางสังคมยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เนื่องจากเส้นทางในระบบ 5-HT ในสัตว์มีกระดูกสันหลังต่างๆ อาจแตกต่างกันอย่างมาก^{[ 234 ]}

เซโรโทนินมีความสำคัญในเส้นทางการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เช่นเดียวกับสารสื่อประสาทอื่น ๆ ^{[ 244 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พบว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการประมวลผลการได้ยินในบริบททางสังคม เนื่องจากระบบประสาทสัมผัสหลักเชื่อมโยงกับการปฏิสัมพันธ์ทางสังคม^{[ 245 ]}เซโรโทนินพบได้ในโครงสร้าง ICของสมองส่วนกลาง ซึ่งประมวลผลปฏิสัมพันธ์ทางสังคมและเสียงร้องที่เฉพาะเจาะจงกับสายพันธุ์และไม่เฉพาะเจาะจง^{[ 245 ]}นอกจากนี้ยังรับสัญญาณเสียงที่ส่งสัญญาณไปยังบริเวณประมวลผลการได้ยิน^{[ 245 ]}งานวิจัยเสนอว่าเซโรโทนินมีส่วนในการกำหนดรูปแบบข้อมูลการได้ยินที่ได้รับจาก IC และด้วยเหตุนี้จึงมีอิทธิพลต่อการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางเสียง^{[ 245 ]}สิ่งนี้สามารถส่งผลต่อวิธีที่สิ่งมีชีวิตตอบสนองต่อเสียงของสัตว์นักล่าหรือสายพันธุ์อื่นๆ ที่มีผลกระทบในสภาพแวดล้อม เนื่องจากการดูดซึมเซโรโทนินสามารถส่งผลต่อความก้าวร้าวหรือการปฏิสัมพันธ์ทางสังคม

เราสามารถอธิบายอารมณ์ได้ไม่เฉพาะเจาะจงกับสถานะทางอารมณ์ แต่เกี่ยวข้องกับสภาวะทางอารมณ์ที่ค่อนข้างยาวนาน ความสัมพันธ์ของเซโรโทนินกับอารมณ์เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในภาวะซึมเศร้าและโรคอารมณ์สองขั้วในมนุษย์^{[ 235 ]}ความผิดปกติที่เกิดจากกิจกรรมของเซโรโทนินอาจมีส่วนทำให้เกิดอาการต่างๆ ของภาวะซึมเศร้าอย่างรุนแรง เช่น อารมณ์โดยรวม กิจกรรม ความคิดฆ่าตัวตาย และความผิดปกติทางเพศและการรับรู้ ยากลุ่มSelective serotonin reuptake inhibitors (SSRI) เป็นกลุ่มยาที่แสดงให้เห็นว่าเป็นวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพในภาวะซึมเศร้าอย่างรุนแรง และเป็นกลุ่มยาต้านซึมเศร้าที่ถูกสั่งจ่ายมากที่สุด หน้าที่ของ SSRI คือการปิดกั้นการดูดซึมเซโรโทนิน ทำให้มีเซโรโทนินมากขึ้นให้เซลล์ประสาทที่รับดูดซึมได้ สัตว์ได้รับการศึกษามานานหลายทศวรรษเพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมซึมเศร้าในสายพันธุ์ต่างๆ หนึ่งในการศึกษาที่คุ้นเคยมากที่สุดคือการทดสอบการว่ายน้ำแบบบังคับ (FST) ซึ่งดำเนินการเพื่อวัดกิจกรรมต้านซึมเศร้าที่อาจเกิดขึ้น^{[ 235 ]}หนูถูกวางไว้ในภาชนะบรรจุน้ำที่ไม่สามารถหลบหนีได้ จากนั้นจึงเปรียบเทียบเวลาที่ใช้ในการอยู่นิ่งและจำนวนพฤติกรรมที่แสดงออก (เช่น การสาดน้ำหรือการปีนป่าย) ก่อนและหลังการให้ยาต้านอาการซึมเศร้า ยาต้านอาการซึมเศร้าที่ยับยั้งการดูดซึม NE อย่างเลือกสรรแสดงให้เห็นว่าช่วยลดการอยู่นิ่งและเพิ่มการปีนป่ายอย่างเลือกสรรโดยไม่ส่งผลต่อการว่ายน้ำ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของ SSRI ก็แสดงให้เห็นว่าการอยู่นิ่งลดลงแต่ว่ายน้ำเพิ่มขึ้นโดยไม่ส่งผลต่อการปีนป่าย การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการทดสอบพฤติกรรมสำหรับยาต้านอาการซึมเศร้า เนื่องจากสามารถตรวจจับยาที่มีผลต่อพฤติกรรมหลักพร้อมกับองค์ประกอบทางพฤติกรรมของสายพันธุ์ได้^{[ 235 ]}

ในหนอนตัวกลมC. elegansการลดระดับเซโรโทนินหรือการเพิ่มระดับออกโทพามีนโดยเทียมจะกระตุ้นพฤติกรรมที่ปกติของสภาพแวดล้อมที่มีอาหารน้อย: C. elegansจะกระฉับกระเฉงมากขึ้น และการผสมพันธุ์และการวางไข่จะถูกยับยั้ง ในขณะที่สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นหากเซโรโทนินเพิ่มขึ้นหรือออกโทพามีนลดลงในสัตว์ชนิดนี้^{[ 33 ]}เซโรโทนินมีความจำเป็นสำหรับพฤติกรรมการผสมพันธุ์ของหนอนตัวผู้ตามปกติ^{[ 246 ]}และความโน้มเอียงที่จะละทิ้งอาหารเพื่อค้นหาคู่^{[ 247 ]}การส่งสัญญาณเซโรโทนินที่ใช้ในการปรับพฤติกรรมของหนอนให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมส่งผลต่อ การส่งสัญญาณคล้าย อินซูลินและเส้นทางการส่งสัญญาณ TGF เบต้า^{[ 248 ]}ซึ่งควบคุมการปรับตัวในระยะยาว

ในแมลงวันผลไม้อินซูลินทำหน้าที่ทั้งควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดและทำหน้าที่เป็นปัจจัยการเจริญเติบโตดังนั้น ในแมลงวันผลไม้ เซลล์ประสาทเซโรโทนินจึงควบคุมขนาดตัวเต็มวัยโดยส่งผลต่อการหลั่งอินซูลิน^{[ 249 ] [ 250 ]}เซโรโทนินยังถูกระบุว่าเป็นตัวกระตุ้นพฤติกรรมการรวมฝูงในตั๊กแตน อีกด้วย ^{[ 224 ]}ในมนุษย์ แม้ว่าอินซูลินจะควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดและIGFจะควบคุมการเจริญเติบโต แต่เซโรโทนินก็ควบคุมการปล่อยฮอร์โมนทั้งสองชนิด โดยปรับการปล่อยอินซูลินจากเซลล์เบต้าในตับอ่อนผ่านการเติมเซโรโทนินให้กับโปรตีนส่งสัญญาณ GTPase ^{[ 251 ]}การได้รับSSRIsในระหว่างตั้งครรภ์จะลดการเจริญเติบโตของทารก ในครรภ์ ^{[ 252 ]}

หนอน C. elegansที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งขาดเซโรโทนินจะมีอายุขัยในการสืบพันธุ์เพิ่มขึ้น อาจอ้วนขึ้น และบางครั้งอาจแสดงอาการพัฒนาการหยุดชะงักในระยะตัวอ่อนที่จำศีล^{[ 253 ] [ 254 ]}

เซโรโทนินเป็นที่ทราบกันดีว่ามีบทบาทในการควบคุมการแก่ชรา การเรียนรู้ และความจำ หลักฐานแรกมาจากการศึกษาเรื่องอายุยืนในC. elegans [ ^{248 ] ใน}ช่วงเริ่มต้นของการแก่ชรา ระดับของเซโรโทนินจะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลต่อพฤติกรรมการเคลื่อนไหวและความจำแบบเชื่อมโยง^{[ 255 ]}ผลกระทบนี้ได้รับการฟื้นฟูโดยการกลายพันธุ์และยา (รวมถึงไมแอนเซอรินและเมธิโอเทปิน ) ที่ยับยั้งตัวรับเซโรโทนินการสังเกตนี้ไม่ขัดแย้งกับแนวคิดที่ว่าระดับเซโรโทนินลดลงในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ ซึ่งมักพบในระยะท้ายของการแก่ชรา แต่ไม่ใช่ในระยะเริ่มต้น

ในสัตว์และมนุษย์ เซโรโทนินถูกสังเคราะห์จากกรดอะมิโนแอล - ทริปโตแฟนโดย กระบวนการ เมตาบอลิซึมระยะ สั้น ซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์ สองชนิด ได้แก่ทริปโตแฟนไฮดรอกซิเลส (TPH) และอะโรมาติกอะมิโนแอซิดดีคาร์บอกซิเลส (DDC) และโคเอนไซม์ไพริดอกซัลฟอสเฟตปฏิกิริยาที่เกิดจาก TPH เป็นขั้นตอนที่จำกัดอัตราในกระบวนการนี้

TPH ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีอยู่ 2 รูปแบบ ได้แก่TPH1ซึ่งพบในเนื้อเยื่อ หลายชนิด และTPH2ซึ่งเป็นไอโซฟอร์ม เฉพาะ ของ เซลล์ประสาท ^{[ 256 ]}

เซโรโทนินสามารถสังเคราะห์ได้จากทริปโตแฟนในห้องปฏิบัติการโดยใช้Aspergillus nigerและPsilocybe coprophilaเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ขั้นตอนแรกในการสังเคราะห์ 5-ไฮดรอกซีทริปโตแฟนจะต้องปล่อยให้ทริปโตแฟนอยู่ในเอทานอลและน้ำเป็นเวลา 7 วัน จากนั้นผสม HCl (หรือกรดอื่นๆ) ในปริมาณที่เพียงพอเพื่อให้ pH เป็น 3 แล้วเติม NaOH เพื่อให้ pH เป็น 13 เป็นเวลา 1 ชั่วโมง โดยใช้Aspergillus nigerเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนแรกนี้ ขั้นตอนที่สองในการสังเคราะห์ทริปโตแฟนจากสารตัวกลาง 5-ไฮดรอกซีทริปโตแฟนจะต้องเติมเอทานอลและน้ำ แล้วปล่อยทิ้งไว้เป็นเวลา 30 วัน ขั้นตอนสองขั้นตอนถัดไปจะเหมือนกับขั้นตอนแรก คือ เติม HCl เพื่อให้ pH = 3 แล้วเติม NaOH เพื่อให้ pH เป็นด่างมากที่ 13 เป็นเวลา 1 ชั่วโมง โดยใช้Psilocybe coprophilaเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในขั้นตอนนี้ ^{[ 257 ]}

เซโรโทนินที่รับประทานทางปากจะไม่ผ่านเข้าสู่เส้นทางเซโรโทเนอร์จิกของระบบประสาทส่วนกลาง เนื่องจากไม่สามารถผ่านแนวกั้นเลือด-สมองได้^{[ 9 ]}อย่างไรก็ตามทริปโตแฟนและเมตาโบไลต์5-ไฮดรอกซีทริปโตแฟน (5-HTP) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เซโรโทนิน สามารถผ่านแนวกั้นเลือด-สมองได้ สารเหล่านี้มีจำหน่ายในรูปแบบอาหารเสริมและอาหารต่างๆ และอาจเป็นสารเซโรโทเนอร์จิกที่มีประสิทธิภาพ

หนึ่งในผลผลิตจากการสลายตัวของเซโรโทนินคือ5-ไฮดรอกซีอินโดลอะเซติกแอซิด (5-HIAA) ซึ่งถูกขับออกทางปัสสาวะเซโรโทนินและ 5-HIAA บางครั้งถูกผลิตขึ้นในปริมาณมากเกินไปโดยเนื้องอกหรือมะเร็ง บางชนิด และสามารถวัดระดับสารเหล่านี้ในปัสสาวะเพื่อตรวจหาเนื้องอกเหล่านี้ได้

แนะนำให้ใช้อินเดียมทินออกไซด์ เป็นวัสดุ อิเล็กโทรดใน การตรวจสอบ ทางเคมีไฟฟ้าของความเข้มข้นที่ผลิต ตรวจพบ หรือบริโภคโดยจุลินทรีย์^[ 258 ^]เทคนิคสเปกโทรเมตรีมวลได้รับการพัฒนาในปี 1994 เพื่อวัดน้ำหนักโมเลกุล ของเซโรโทนินทั้ง ^จากธรรมชาติและสังเคราะห์^{[ 259 ]}

นักสรีรวิทยาทราบกันมานานกว่าศตวรรษแล้วว่าสารที่ทำให้หลอดเลือดหดตัวจะปรากฏในซีรั่มเมื่อเลือดแข็งตัว^{[ 260 ]}ในปี 1935 วิตตอริโอ เออร์สปาเมอร์ ชาวอิตาลี ซึ่งทำงานอยู่ที่ปาเวีย ได้แสดงให้เห็นว่าสารสกัดจากเซลล์เอ็นเทอโรโครมาฟฟินทำให้ลำไส้หดตัว บางคนเชื่อว่ามันมีอะดรีนาลินแต่สองปีต่อมา เออร์สปาเมอร์ก็สามารถแสดงให้เห็นว่ามันเป็นอะมีน ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน ซึ่งเขาตั้งชื่อว่า "เอ็นเทอรามีน" ^{[ 261 ] [ 262 ]}ในปี 1948 มอริซ เอ็ม. แรปปอร์ต อาร์ดากรีนและเออร์ไวน์ เพจจากคลีฟแลนด์คลินิกค้นพบสารที่ทำให้หลอดเลือดหดตัวในซีรั่มเลือดและเนื่องจากมันเป็นสารในซีรั่มที่มีผลต่อโทนของหลอดเลือดพวกเขาจึงตั้งชื่อมันว่าเซโรโทนิน^{[ 263 ]}

ในปี พ.ศ. 2495 พบว่าเอนเทอรามีนเป็นสารชนิดเดียวกับเซโรโทนิน และเมื่อบทบาททางสรีรวิทยาที่หลากหลายได้รับการอธิบายอย่างชัดเจน ตัวย่อ 5-HT ของชื่อทางเคมีที่ถูกต้องคือ 5-ไฮดรอกซีทริปตามีน จึงกลายเป็นชื่อที่นิยมใช้ในสาขาเภสัชวิทยา^{[ 264 ]}คำพ้องความหมายของเซโรโทนิน ได้แก่ 5-ไฮดรอกซีทริปตามีน เอนเทอรามีน สาร DS และ 3-(β-อะมิโนเอทิล)-5-ไฮดรอกซีอินโดล^{[ 265 ]}ในปี พ.ศ. 2496 เบ็ตตี ทวาโรจและเพจค้นพบเซโรโทนินในระบบประสาทส่วนกลาง^{[ 266 ]}เพจถือว่างานของเออร์สปาเมอร์เกี่ยวกับOctopus vulgaris , Discoglossus pictus , Hexaplex trunculus , Bolinus brandaris , Sepia , MytilusและOstreaมีความถูกต้องและเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจสารที่เพิ่งค้นพบนี้ แต่ถือว่าผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ของเขาในแบบจำลองต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากเลือดหนูนั้น สับสนเกินไปเนื่องจากมีสารเคมีออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ รวมถึงสารออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือดบาง ชนิด ^{[ 267 ]}

เซโรโทนิน เมื่อให้ทางปากในขนาด 100  มิลลิกรัม ทำให้เกิดผลในมนุษย์ ได้แก่การเปลี่ยนแปลงความดันโลหิตปวดท้องปวดกล้ามเนื้อและความรู้สึกง่วงซึม [ ^{268 ] [ 269 ] [ 270 ] ใน}ทางตรงกันข้ามกับยาหลอนประสาท เช่นLSDไม่มีการรายงานผลกระทบที่ทำให้เกิดภาพหลอน^{[ 268 ] [ 269 ] [ 270 ]}ในการศึกษาอื่นๆ เซโรโทนินในขนาดต่ำ ที่ ให้ทางหลอดเลือดดำ 2 ถึง 6  มิลลิกรัม ไม่มีผลต่อ การอ่านค่า คลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ในมนุษย์^{[ 271 ]}สอดคล้องกับผลการค้นพบก่อนหน้านี้ มีการระบุว่าการให้เซโรโทนินในมนุษย์ไม่ก่อให้เกิด ผล ทางจิตประสาทใดๆ ที่ไม่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นความวิตกกังวลจากผลข้าง เคียงที่รุนแรง ต่อระบบประสาท ส่วนปลาย ได้แก่ความผิดปกติของระบบไหลเวียนโลหิต ผลกระทบต่อระบบ ประสาทอัตโนมัติอื่นๆและอาเจียน^{[ 271 ] [ 272 ]}การฉีดเซโรโทนินเข้าสู่โพรงสมองได้รับการศึกษาในผู้ป่วยที่มีอาการทางจิตเวช รุนแรง แต่มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับผลต่อจิตประสาท^{[ 272 ] [ 273 ]}

เชื่อกันว่า เซโรโทนินจาก ภายนอก ร่างกายมีคุณสมบัติ ชอบน้ำมากเกินไปจนไม่สามารถผ่านเข้าสู่สมองได้และมีความเสถียรในการเผาผลาญ ต่ำเกินไป เนื่องจากการเผาผลาญ อย่างรวดเร็ว โดยโมโนอะมีนออกซิเดส (MAO) ทำให้ไม่สามารถ ออกฤทธิ์ ต่อระบบประสาทส่วนกลางในมนุษย์ได้เมื่อให้ยาทางส่วนปลาย^{[ 269 ] [ 274 ]}อย่างไรก็ตามสารอะ นาล็อกที่ใกล้เคียง กับเซโรโทนินที่มีคุณสมบัติชอบไขมันและมีความเสถียรในการเผา ผลาญมากกว่า เช่นบูโฟเทนิน ( N , N-ไดเมทิลเซโรโทนิน), 5-MeO-DMT ( N , N , O-ไตรเมทิลเซโรโทนิน) และ5-MeO-AMT (α, O-ไดเมทิลเซโรโทนิน) เป็นต้น มีฤทธิ์และออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทส่วนกลางในมนุษย์อย่างชัดเจน^{[ 274 ] [ 275 ]}ยาเหล่านี้เป็น ตัว กระตุ้นตัวรับเซโรโทนินที่ไม่จำเพาะเจาะจง เช่น เซโรโทนิน และเป็นสารหลอนประสาทเซโรโทนินเนื่องจากการกระตุ้นตัวรับเซ โรโทนิน 5-HT _2A ^{[ 274 ] [ 276 ] [ 275 ]} α-เมทิลเซโรโทนินได้รับการศึกษาอย่างดีในการวิจัยก่อนคลินิกแต่ยังไม่ทราบว่ามีการทดสอบในมนุษย์หรือไม่^{[ 274 ]}

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเซโรโทนิน

• สเปกตรัม MS ของ 5-ไฮดรอกซีทริปตามีน
• เซโรโทนินที่จับกับโปรตีนในPDB
• PsychoTropicalResearchบทวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับยาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบเซโรโทนินและกลุ่มอาการเซโรโทนิน
• โมเลกุลประจำเดือน: เซโรโทนินที่มหาวิทยาลัยบริสตอล
• จิตวิทยา 60 วินาที: ไม่ยุติธรรม! ระดับเซโรโทนินของฉันต่ำ(เก็บถาวรเมื่อ 9 ธันวาคม 2023 ที่Wayback Machine , Scientific American)
• การตีความผลการตรวจเซโรโทนินบน ClinLab Navigator ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2010 ที่Wayback Machine