La serotonina (5-HT; in inglese “serotonin” o “5-hydroxytryptamine“) è un neurotrasmettitore, ossia una sostanza in grado di trasmettere informazioni fra le cellule del cervello e, più in generale, del sistema nervoso. La sua funzione principale è principalmente la regolazione del tono dell’umore, per questo motivo negli anni la ricerca sulle basi biochimiche della depressione si è concentrata su questa molecola.
Il triptofano (in inglese “tryptophan“) è un amminoacido che, poiché l’organismo umano non è in grado di sintetizzare, deve essere ricavato dagli alimenti e pertanto è classificato tra gli amminoacidi essenziali. Oltre a partecipare alla costituzione delle proteine dell’organismo, interviene in numerose reazioni chimiche, in particolare nella sintesi di serotonina e di acido nicotinico.
In questo articolo ci occuperemo maggiormente della serotonina.
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Un eccesso di rilascio di serotonina può condurre in specifiche condizioni alla sindrome serotoninergica, una sindrome causata in genere da un errato uso di farmaci (abuso o interazioni) caratterizzata da tre tipologie diverse di sintomi:
- Effetti cognitivi: mal di testa, agitazione, disturbi dell’umore, confusione, allucinazioni, coma.
- Effetti autonomici: brividi, sudorazione, ipertermia, ipertensione, tachicardia, nausea, diarrea.
- Effetti somatici: contrazioni muscolari involontarie, tremore.
Gli effetti sono proporzionali alla gravità della condizione e possono essere da appena percettibili a fatali.
Effetti e ruolo nell’organismo
La sintesi di questa preziosa sostanza avviene a partire dall’amminoacido triptofano e questo aspetto vedremo in seguito che viene sfruttato per favorirne la produzione dall’esterno.
Gli effetti della sostanza nell’organismo sono molteplici:
- determina l’aumento della motilità intestinale e può causare nausea o vomito quando necessario,
- causa vasocostrizione (cioè una riduzione della dimensione dei vasi sanguigni con conseguente riduzione del flusso di sangue e aumento della pressione),
- promuove l’aggregazione delle piastrine nel processo di coagulazione.
Più interessante per noi sono le azioni a livello del sistema nervoso centrale, dove la serotonina è in grado di:
- regolare il tono dell’umore,
- modulare il sonno,
- intervenire sulla termoregolazione (temperatura corporea),
- influenzare il desiderio sessuale,
- alterare il senso dell’appetito.
Proprio alla luce di queste proprietà è intuitivo individuare numerosi disturbi neuropsichiatrici dove questa sostanza gioca un ruolo di primo piano:
- emicrania,
- disturbo bipolare,
- disturbo ossessivo compulsivo,
- ansia,
- fame nervosa,
- bulimia,
- depressione,
- eiaculazione precoce nell’uomo,
- fibromialgia.
Questi effetti sono sfruttati, oltre che da numerosi farmaci (per esempio gli antidepressivi) anche da alcune sostanze d’abuso, per esempio l’ecstasy (MDMA) è in grado di favorirne l’accumulo nel cervello per scatenare sensazioni di benessere ed entusiasmo.
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Serotonina e depressione
Diversa letteratura scientifica porta a pensare che ci sia un forte collegamento tra la quantità di serotonina e l’umore, in particolare una forte alterazione del bilancio di questa molecola a livello del sistema nervoso centrale potrebbe essere causa di depressione.
Questo può succedere per quattro ragioni fondamentali:
- ridotta produzione della sostanza,
- ridotta espressione dei recettori in grado di legarsi alla sostanza,
- impossibilità da parte della sostanza di raggiungere il recettore,
- carenza di triptofano, il precursore attraverso cui viene sintetizzata la 5-HT.
Se si verifica una o più di queste possibilità il paziente può andare incontro a disturbi neuropsichiatrici, come depressione, distrurbo ossessivo compulsivo ansia, panico, rabbia.
Una delle classi più usate ed efficaci di antidepressivi, gli SSRI (inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina, dall’inglese selective serotonin reuptake inhibitors), agisce aumentando la quantità di neurotrasmettitore libero e favorendo quindi la stimolazione dei recettori. In realtà va detto che, se il meccanismo di azione è stato studiato e accertato, l’idea che la depressione sia provocata da una carenza di serotonina o altri neurotrasmettitori come la nor-adrenalina rimane ad oggi poco più che un’ipotesi, peraltro non accettata dall’intera comunità scientifica; alla luce di questo possiamo quindi dire che questi antidepressivi sicuramente agiscono migliorando i sintomi della depressione, ma non sappiamo con certezza il perché.
Serotonina e sessualità
La serotonina funge da ritardante naturale nell’organismo maschile, procrastinando l’orgasmo.
L’influenza del neurotrasmettitore sulla sessualità sembra tuttavia più profonda, uno studio pubblicato su Nature del 2011 ha dimostrato che in caso di carenza della sostanza in esemplari di topolini maschi, questi andavano incontro alla perdita di preferenza sessuale verso le femmine, tentando di accoppiarsi anche con altri soggetti maschi. La discussione di questi risultati ha ovviamente generato polemiche e tesi controverse, ma quello che interessa in questa sede è semplicemente sottolineare l’impatto che può avere anche una piccola variazione delle quantità disponibili di serotonina; nell’uomo è possibile verificare questo effetto da una prospettiva opposta, i soggetti che assumono antidepressivi in grado di aumentare la quantità in circolo vanno spesso incontro a un calo del desiderio.
Come aumentare la serotonina?
È circa 50 anni che la comunità scientifica si interroga su come manipolare il sistema serotoninergico cerebrale, perchè sono ormai certi i legami fra questo è il tono dell’umore; per questo motivo c’è una fervente ricerca sui possibili modi per aumentare la quantità di serotonina disponibile al di là dell’uso dei farmaci che, pur avendo rivoluzionato la terapia della depressione, si portano dietro diversi limiti:
- possibilità di effetti collaterali,
- ma soprattutto il pessimo rapporto rischio/beneficio in un ipotetico utilizzo preventivo.
In altre parole, come possiamo aumentare la 5-HT disponibile nel cervello per aumentare il senso di benessere e prevenire disturbi mentali come la depressione?
Sono stati individuati principalmente quattro approcci, non necessariamente sempre efficaci o sufficienti, ma meritevoli di essere approfonditi.
Psicoterapia
È stato dimostrato che un soggetto esposto a situazioni piacevoli (nel caso dello studio in esame veniva richiesto di descrivere ricordi particolarmente piacevoli) aumenta immediatamente la sintesi di serotonina cerebrale, mentre al contrario una situazione spiacevole (evocare ricordi tristi, nel caso in esame) porta immediatamente al risultato opposto.
Da questo interessante lavoro emergono due considerazioni importanti:
- viene confermato il legame tra la 5-HT e l’umore,
- viene dimostrato che una situazione esterna è in grado di alterare immediatamente la produzione del neurotrasmettitore.
Il secondo punto può essere generalizzato, in quanto lo stimolo può essere autoindotto (un ricordo, un’attività piacevole, una situazione gratificante) o esterna (per esempio un percorso di psicoterapia).
Ovviamente siamo ancora nel campo delle ipotesi, ma è affascinante e privo di controindicazioni pensare che quello che facciamo e che pensiamo possa riflettersi in modo così pratico sul sistema serotoninergico, tanto che il legame tra questo è l’umore sembra essere non a senso unico, ma a due vie.
Esposizione alla luce
Il legame tra una maggior esposizione alla luce solare e la serotonina non è certo una novità, infatti di fondamentale importanza “sembra essere il nostro orologio biologico, la cui posizione è stata individuata nel cervello, appena sopra il chiasma ottico che è l’incrocio dei due nervi ottici. È una piccolissima zona estremamente sensibile alla luce. Quando al mattino la luce passa per la retina dà l’avvio alla produzione della serotonina di giorno e della melatonina di notte. Su questo principio è stata messa a punto la cosiddetta terapia della luce, un approccio poco conosciuto, ma che in realtà permette gradi risultati anche nei pazienti depressi. Sono numerosi gli studi che confermano, spesso in modo indiretto ma ragionevolmente attendibile, che la quantità di 5-HT prodotta aumenti con l’esposizione a intense fonti di luce, strategia non farmacologica che permette quindi buoni risultati; a questo scopo risulta perfetta la luce solare, al limite anche in giornate parzialmente nuvolose, o l’uso di apposite lampade ad alta luminosità.
Esercizio fisico
Non ci sono dubbi sul fatto che un regolare esercizio fisico migliori l’umore e diminuisca i livelli di stress e ansia, è intuitivo e confermato da numerosi lavori scientifici, ed è confermato anche l’effetto diretto sulla produzione di serotonina, soprattutto in caso di esercizio aerobico.
Molti autori spiegano l’aumento drammatico della diffusione della depressione nella società attuale con una riduzione drastica dell’attività fisica e dell’esposizione al sole tipica dei nostri antenati cacciatori/raccoglitori nella preistoria, tra l’altro diversi studi sembrano indicare che l’aumento della produzione di 5-HT derivi proprio dall’attività fisica in sé e non dall’eventuale ricompensa (che una volta poteva essere la cattura dell’animale cacciato).
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Dieta
Non deve stupire che possa esserci una connessione diretta tra alimentazione e umore e, in particolare, anche con la produzione di serotonina. L’assunzione di triptofano, il precursore chimico della serotonina, è in grado di stimolare la produzione del neurotrasmettitore, che invece non può essere assunto come integratore in quanto tale (perché non è in grado di superare la barriera ematoencefalica, quindi non può raggiungere il cervello); l’effetto è confermato da numerosi studi, tanto che in alcuni Paesi il triptofano è considerato un farmaco a tutti gli effetti, pur essendo un aminoacido presenti in numerosi alimenti.
A questo proposito vale la pena tuttavia ricordare che l’assunzione di triptofano puro aumenta la produzione di serotonina, ma questo non è di norma vero per i cibi che lo contengono.
Spiegare il motivo che sta alla base di questo limite va al di là dello scopo di questo articolo, ma semplificando al massimo possiamo dire che la presenza di altri amminoacidi (nelle proteine assunte con la dieta) ne impedisce l’assorbimento a livello cerebrale.
Per aggirare questo limite alcuni autori propongono il consumo di alimenti particolarmente ricchi di triptofano, in modo da far pendere la bilancia verso questo amminoacido rispetto ai restanti e permetterne così almeno un modesto assorbimento a livello del sistema nervoso. L’obiettivo quindi non è tanto aumentare la quantità di triptofano di per sé, ma aumentarla in rapporto alla quantità degli altri amminoacidi.
Tra gli alimenti con il miglior rapporto triptofano/proteine troviamo:
- latte,
- semi di sesamo,
- semi di girasole,
- spirulina essiccata,
- soia cruda,
- parmigiano Reggiano,
- avena,
- uova.
È stato infine dimostrato che assumere questi alimenti in un pasto ricco di carboidrati (pane, pasta, …) può aumentare l’assorbimento del triptofano a livello cerebrale, perchè una parte degli altri amminoacidi vengono sequestrati dalle cellule muscolari dietro l’impulso fornito dal rilascio di insulina (a titolo di curiosità concludo il ragionamento segnalando che la serotonina così prodotta viene in parte convertita in melatonina, che potrebbe rendere conto della sonnolenza post-prandiale tipica dei pasti ricchi di carboidrati).
Alcuni autori suggeriscono peraltro che il cattivo umore che spesso si nota nei soggetti che seguono diete iperproteiche potrebbe essere anche dovuto a questo aspetto, ossia all’insufficiente consumo di carboidrati che non permette un adeguato assorbimento cerebrale di triptofano.
Integratori di triptofano
A seconda del Paese preso in esame, il triptofano è venduto come:
- integratore,
- farmaco da banco,
- farmaco che richiede ricetta.
In Italia è venduto in genere come integratore, a parte casi particolari in cui formulazioni che contengono dosi elevate richiedono ricetta (e contengono per la verità un derivato, l’idrossitriptofano).
Questo dovrebbe essere sufficiente a far capire che la sostanza è ancora alla ricerca di un inquadramento preciso, ma sono già ragionevolmente buone le conferme di efficacia per il trattamento di casi minori di depressione, probabilmente grazie al suo effetto di stimolazione sulla produzione di serotonina.
È utile ricordare che naturale non significa sicuro, infatti sono noti diversi possibili effetti collaterali associati alla sua assunzione:
- nausea,
- diarrea,
- sonnolenza,
- vertigini,
- mal di testa,
- secchezza delle fauci,
- visione offuscata,
- sedazione,
- euforia,
- nistagmo (movimenti involontari degli occhi).
Va rigorosamente evitata l’associazione con antidepressivi (in particolare MAO inibitori, SSRI e SNRI) per evitare il rischio di incorrere nella sindrome serotoninergica.
Triptofano: in quali cibi trovarlo?
In natura, il triptofano si ritrova nelle proteine alimentari, essenzialmente quelle di origine animale. Ne è ricca la Griffonia, pianta tropicale africana della famiglia delle leguminose. Il fabbisogno di un adulto è circa 250 mg/die. La concentrazione di triptofano nel sangue è generalmente compresa fra 10 e 40 mmol/l (2 e 8 mg circa/litro). Tracce di questo amminoacido si ritrovano anche nelle urine.
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Quando un farmaco viene assunto per via orale, ad esempio sotto forma di compressa, soltanto una piccola parte di esso arriva ad essere realmente assorbita dall’organismo e giunge quindi al sito d’azione. Continuando con l’esempio di una compressa, quest’ultima subirà notevoli disgregazioni a partire dalla bocca, per poi proseguire nello stomaco e intestino. A questo punto quel che resta del farmaco verrà assorbito e trasportato al fegato, dove subirà delle metabolizzazioni a causa del primo passaggio epatico. Al termine di tutte queste disgregazioni e metabolizzazioni, si avrà la distribuzione del farmaco nell’organismo e quindi al sito bersaglio. L’insieme di tutti questi fenomeni va a determinare la biodisponibilità del farmaco all’interno del nostro corpo (per definizione la biodisponibilità del farmaco è la frazione di farmaco non degradato che raggiunge la circolazione sistemica ed è in grado di distribuirsi in tutto il corpo).
Sintesi: l’orbita è una traiettoria definita; l’orbitale è una funzione matematica che ci consente di stabilire dove è più probabile trovare l’elettrone nello spazio intorno al nucleo; il livello energetico indica la quantità definita di energia che possiede l’elettrone quando ruota attorno al nucleo dell’atomo.
I composti organici includono la quasi totalità dei composti del carbonio, i quali comprendono le molecole costitutive degli organismi viventi .
Secondo la teoria particellare della materia, l’atomo è la parte più piccola e indivisibile della materia. Tutti gli atomi presentano un numero atomico che corrisponde alla loro posizione nella tavola periodica. Il numero atomico esprime il numero di protoni presenti nel nucleo, ovvero il numero di particelle elementari che hanno carica elettrica positiva. In un atomo vi sono altrettanti elettroni con carica negativa. Pertanto gli atomi sono particelle elettricamente neutre, poiché lo stesso numero di cariche positive e negative si neutralizza a vicenda. Tuttavia se l’atomo cede o acquista elettroni dall’esterno perde la sua neutralità elettrica. Si ottiene uno ione positivo da un atomo che cede elettroni negativi. Se l’atomo acquista elettroni diventa uno ione con carica elettrica negativa.
Chimica e fisica sono rami della scienza che studiano la materia. La differenza tra le due risiede nel loro ambito e nel loro approccio. Chimici e fisici ricevono una formazione diversa e hanno diversi ruoli professionali, anche quando operano in squadra. La divisione tra chimica e fisica diventa diffusa nell’interfaccia dei due rami, in particolare in campi come la chimica fisica, la meccanica quantistica, la fisica/chimica nucleare, la scienza dei materiali, la spettroscopia, la fisica dello stato solido, la cristallografia e la nanotecnologia.
In chimica con il termine idrofilo si intende un composto o un gruppo funzionale che, a causa della sua struttura, 
Cominciamo dalla prima, quasi banale, differenza: le proteine di origine vegetale sono contenute in tutti gli alimenti di origine vegetale, come ad esempio:
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