セロトニンは生物学的に重要なシグナル分子で、中央神経系では神経伝達物質、末梢組織ではシグナル伝達アミンとして知られる。化学名は5-ヒドロキシトリプタミン（5-HT）である。セロトニンは必須アミノ酸のトリプトファンから合成され、多くの生理過程に関与する。専門的な文脈では神経伝達物質と説明されることが多いが、その単一の呼び名だけでは、5-HTが体内で担う多様な役割を十分に表せない。

分布と基本的性質

セロトニンは脊椎動物だけでなく、多くの無脊椎動物にも存在する。ヒトでは最大の貯蔵プールは消化管にあり、腸クロム親和性細胞がセロトニンを産生して腸の運動や分泌に影響を与える。末梢の重要な貯蔵部位として血小板もあり、血小板はセロトニンを取り込み、凝固の際に放出して血管緊張や止血に関わる。これとは別に中枢神経系にもプールがあり、セロトニン作動性ニューロンが気分、睡眠、食欲、認知を調節する。セロトニンは血液脳関門を容易には通過しないため、中枢と末梢のプールはおおむね独立している。

合成、受容体、作用機序

生化学的には、セロトニンはトリプトファンから2段階で作られる。まずトリプトファン水酸化酵素による水酸化で5-ヒドロキシトリプトファンになり、次に脱炭酸されて5-HTとなる。セロトニンは多様な受容体群（慣例的に5-HT1から5-HT7と表記される）を介して働き、これにはイオンチャネル型受容体とGタンパク質共役受容体が含まれる。この受容体の多様性により、5-HTは細胞種や存在部位に応じて異なる効果を示す。

生理学的・臨床的意義

セロトニンは複数の臓器系に影響する。脳では気分調節に関与し、気分障害や不安障害の治療標的でもある。多くの抗うつ薬はシナプス間セロトニン濃度を高めることで作用する（選択的セロトニン再取り込み阻害薬など）。また、睡眠、食欲、記憶、痛覚にも関与する。末梢では、腸の運動、血管緊張、血小板機能を調節する。特定のセロトニン受容体を標的とする薬剤は臨床で用いられており、たとえばトリプタン系薬は5-HT1受容体に作用して片頭痛を治療し、5-HT3拮抗薬は化学療法に伴う悪心・嘔吐の制御に使われる。

歴史、生態学、注目すべき事実

現在セロトニンと呼ばれる物質は20世紀半ばに同定・特性解析された。それ以前の研究では、血液由来で血管を収縮させる因子と、腸組織中のペプチド様化合物が別々に報告されていたが、後に同一分子であると認識された。セロトニン、あるいはセロトニン様化合物は菌類、植物、無脊椎動物に存在し、生態学的な役割を果たすことがある。たとえば一部の種子では動物の消化管を通過しやすくする方向に働く場合があり、特定の毒液では痛みや局所組織への作用にセロトニンが寄与する。さまざまな動物を対象とした研究では、セロトニン伝達が社会的行動や優位性の階層とも関連づけられており、気分の単純な調節にとどまらない影響を示している。

安全性、異常、区別点

セロトニンは多くの系に影響するため、不足も過剰も問題を引き起こしうる。セロトニン作動性機能の低下は気分障害と関連づけられてきたが、人間の行動は多因子的であり、因果関係は複雑である。過剰なセロトニン作動性活動はセロトニン症候群を引き起こすことがあり、これは自律神経不安定と神経筋症状を特徴とする、潜在的に重篤な状態である。セロトニンはドーパミンなど他の神経伝達物質と比較されることが多い。実用的な区別として、セロトニンは気分調節、抑制、内的状態に広く関与するのに対し、ドーパミンは報酬、動機づけ、運動制御の中心的役割を担う。ただし、これらの系は密接に相互作用している。

参考情報と関連資源