Finns det ett orsakssamband mellan
serotoninnivåer och obesitas?
Biologisk psykologi, 5 p, HT 2004
Handledare Lennart Högman
Psykologiska institutionen
Stockholms universitet Åsa-Helena Nilsson
Abstract
Fetma är ett växande folkhälsoproblem runt om i världen. En stor
mängd orsaksförklaringar har presenterats under årens lopp och
problematiken kring obesitas är komplex. I Sverige har antalet
personer med fetma nästan fördubblats under de senaste 20 åren.
Serotonin har visat sig vara betydelsefullt vid aptit och
energireglering. Syftet med denna studie var att genom
litteraturstudier söka efter orsakssamband mellan obesitas och
serotonin och dess prekursor tryptofan ur ett neuropsykologiskt
perspektiv. Resultaten visade att det finns orsakssamband mellan
såväl obesitas och serotonin som insulinkänslighet och serotonin.
Det metabola syndromet tycks också ha samband med de
serotonerga systemen.
Nyckelord: Obesitas, serotonin, tryptofan.
Inledning
Fetma, obesitas, är ett växande folkhälsoproblem runt om i världen. En stor mängd förklaringar
till obesitas har presenterats under årens lopp. Intensiv forskning pågår såväl inom
psykologiska, fysiologiska, medicinska m.fl. discipliner och orsakssambanden är sannolikt
mycket komplexa. Obesitas och övervikt är starkt kopplad till många sjukdomstillstånd såsom
typ 2 diabetes och hjärt - och kärlsjukdomar. I Sverige har antalet personer med fetma nästan
fördubblats under de senaste tjugo åren och man räknar nu med att ca 500 000 lider av fetma.
Trots detta är förekomsten i Sverige ändå låg i jämförelse med USA och England där drygt 20
% av befolkningen lider av fetma i jämförelse med Sverige där 8 % är drabbade av företeelsen.
Neurotransmittorsubstansen serotonin (5 hydroxytryptamine, 5-HT) är en substans som
upptäcktes 1948. Serotonin spelar en viktig roll när det gäller beteende vid exempelvis
aptitreglering, arousal, reproduktion, sömn, smärta, aggressivitet och stressresponser. Serotonin
spelar också en viktig roll vid autonoma funktioner såsom thermogenes, kardiovaskulär
kontroll, cirkadisk rytm och pankreatisk funktion. Denna rapport studerar eventuella
orsakssamband mellan obesitas vid det metabola syndromet och serotonin och tryptofan ur ett
neuropsykologiskt perspektiv. Metoden är litteraturstudier med hjälp av biblioteks- och
databassökningar.
Obesitas
Obesitas är till ca 40 % ärftligt och det finns ingen specifik fetma-gen utan ett flertal gener
tycks spela roll vid utvecklingen av fetma (Berger 2003). Studier på möss har visat att uttalad
fetma uppstår om ett visst protein (leptin), som ger mättnadssignaler till hjärnan saknas eller
när detta signalsystem är satt ur funktion. Hos människor bildas leptin framförallt i
fettvävnaden och leptinerna har receptorer i hjärnan (Kjellström et al. 2002). En sällsynt ärftlig,
som regel höggradig, fetma har kunnat hänföras till bristen på leptin pga. mutationer av dess
gen (Kjellström et al.). Serotonin spelar liksom leptin en viktig roll när det gäller hunger och
aptitreglering (Breum 2003).
Serotonin
Serotonin är en sk. monoamin och hör tillsammans med histamin till undergruppen
indolaminer. Syntetiseringen av serotonin i hjärnan är beroende av aminosyran tryptofan.
Tryptofan är en prekursor, (ett förstadie), till serotonin och är en essentiell aminosyra vars
koncentration varierar i plasman beroende på födointag.
Figur 1 Serotonin syntesen.
Seretonerga banor utgår från nuclei raphae i formatio reticularis nära pons och medulla i
hjärnstammen och projicerar till flera områden i centrala nervsystemet. Det finns flera olika
receptortyper såsom 5-HT1 som fungerar inhibitoriskt men har många olika specifika
funktioner inom sin grupp. Dessa finns främst som autoreceptorer i nuclei raphae (5HT1A),
men finns även i limbiska systemet. Antidepressiva behandlingar riktar sig mot dessa.
5-HT2 finns i cortex och limbiska systemet och fungerar postsynaptiskt och excitatoriskt.
Hallucinogena droger tros påverka dessa receptorer som antagonister. De uppräknade
receptorerna är metabotropa vilket innebär att de inte har någon kanal för att släppa in joner. 5-
HT3 är den enda av dessa receptorer som är jonotrop och alltså har jonkanaler och dessa
receptorer finns i area postrema och är involverade i kräkreflexen.
Serotonin finns även i många celler som inte är neuroner och faktum är att endast ca 1-2 % av
den totala mängden serotonin i människokroppen kommer från hjärnan. Men eftersom 5-HT
inte kan passera blod-hjärnbarriären måste hjärnan syntetisera sitt eget 5-HT (Damberg 2002).
Nedsatt 5-HT funktion i hypotalamus är associerat med avsaknad av/nedsatta mättnadskänslor
(Attenburrow 2003). I en studie av Breum et al. 2003 uppvisade en grupp obesa
försöksdeltagare låga halter av tryptofan i plasma under en 24-timmarsperiod. Vid en ny
testning under en 24-timmarsperiod då försökspersonerna hade uppnått en viktreduktion visade
testerna på fortsatt låga tryptofannivåer i plasma. Detta menar forskarna är ett tecken på att
biokemiska förklaringar kan ligga bakom obesitas.
Det metabola syndromet
Den brittiske forskaren David Barker uppmärksammade med sina kollegor att barn födda
underviktiga hade en större benägenhet att utveckla tecken på en sjukdom som innebär en
störning i ämnesomsättningen med förhöjda socker och blodfettnivåer och fetma, kallad för det
metabola syndromet (Währborg 2003). WHO har lagt fram en definition på det metabola
syndromet och kriterierna är följande:
• Glukosintolerans och/eller
• Insulinresistens samt två av följande symptom
• Bukfetma midje /stusskvot >0,95 för män >0,85 för kvinnor eller BMI>30 kg/m²
• Förhöjt blodtryck >160/90 mm Hg
• Förhöjda nivåer av triglycerider <1,7 mmol/L
• Lågt HDL-kolesterol <0,9 mmol/l hos män <1,0 mmol/l hos kvinnor
• Mikroalbuminuri >20/minut (albumin i urinen kan vara tidigt tecken på njurskada vid
diabetes och högt blodtryck, egen anm.)
Ovanstående uppgifter är hämtade från Währborg 2003 men det finns även andra definitioner
på det metabola syndromet där även fasteglukos och fasteinsulin tas med, se exempelvis
(Hellénius 2001). Preliminära forskningsresultat visar på ett samband mellan nedsatt
serotonerg funktion och det metabola syndromet (Muldoon et al. 2004).
Insulinresistens
Fetma har länge sammankopplats med s.k. insulinresistens vilket innebär att kroppens
mättnads- och energireglerande system blir tröga. Förhöjda insulinnivåer leder till
hyperinsulinemi vilket i sin tur leder till insulinresistens. Övervikt i sig ger insulinresistens
(Björck och Elmståhl 2000). Dieter som följer ett så kallad glykemiskt index och motion har
visat sig ha gynnsamma effekter på insulinresistens. Glykemiskt index är ett index över hur
snabbt livsmedel innehållande kolhydrater höjer blodsockret. Numera har låga serotoninnivåer
visat på samband med insulinresistens (Muldoon et al. 2004).
Tryptofan
Låga nivåer av tryptofan i plasma har rapporterats hos obesa personer. Ju mer övervikt desto
lägre tycks nivåerna bli (Roca et al. 1999). Nivåerna tycks också sjunka mer hos män (Roca et
al. 1999). Tryptofannivåer i plasma predicerar hjärnans upptag av tryptofan och producerandet
av serotonin (Breum et al. 2003). Ett problem för individer som går på diet är att
tryptofannivåerna sjunker vilket i sin tur leder till en låg serotoninsyntetisering. Detta medför
att individerna får en försämrad mättnadskänsla eftersom en av serotoninets funktioner är att
signalera mättnad.
Läkemedel.
Läkemedlet Sibutramin som från början tillverkades i England som ett tänkbart medel mot
depression visade sig vara ineffektivt mot detta men däremot befanns viktminskning vara en av
biverkningarna. Forskarna hade uppfattningen att medlet var en ny s.k. serotonin -
noradrenalin- återupptagshämmare men de fick alltså revidera sin uppfattning. Läkemedlet
utvärderades och visade sig ha en signifikant effekt vid viktminskning. I tre oberoende studier
erhöll 25 % av försökspersonerna en viktnedgång på 10 % av sin kroppsvikt under en
tidsperiod på 1-1,5 år. Sibutramin godkändes i Sverige år 2001 under läkemedelsnamnet
Reductil® (Kjellström et al.).
Avslutande diskussion
De bakomliggande orsakerna till obesitas är många. Även begränsat till ett neuropsykologiskt
perspektiv utkristalliserar sig ett flertal tänkbara orsaksfaktorer till obesitas. För många
människor som lider av obesitas känns förmodligen andra orsaksförklaring än bara felaktigt
livsstil som en välsignelse, och förhoppningsvis kan detta leda till en större förståelse för den
oerhört komplexa problematik som ligger bakom obesitas. Jag har tittat närmare på serotonin
och dess prekursor tryptofan för att se vilka samband man har funnit mellan dessa och obesitas
och resultaten har varit tämligen entydiga: Serotonin har primärt och sekundärt betydelse för
människans viktbalans. Låga nivåer av tryptofan i plasma har rapporterats hos obesa personer.
Ju mer övervikt desto lägre tycks nivåerna bli (Roca et al. 1999). Nivåerna tycks också sjunka
mer hos män (Roca et al. 1999). Numera har låga serotoninnivåer också visat på samband med
insulinresistens (Muldoon et al. 2004). Nedsatt 5-HT funktion i hypotalamus är associerat med
avsaknad av/nedsatta mättnadskänslor (Attenburrow 2003) vilket sannolikt kan förklara varför
vissa en del drabbas av obesitas.
Det kan också nämnas att frågeställningen kring serotoninet är kraftigt förenklad då det finns
en rad olika processer kopplade till det seretonerga systemet vilka jag har bortsett ifrån.
Svagheterna med denna undersökning är förutom den ringa omfattningen att frågeställningen
kring obesitas även skulle ha kunnat omfatta stress och depression eftersom det numera har
kunnat påvisas kopplingar mellan dessa faktorer och obesitas och serotonin. Med en sådan
utökad frågeställning skulle jag förmodligen ha täckt in fler aspekter på serotoninets påverkan
på människans viktbalans.
Referenser
Attenburrow M-J, Williams C, Odontiadis J, Powell J, Van de Oudeera F, Williams M and
Cowen P.J. The effect of a nutritional source of tryptophan on dieting-induced changes in
brain 5-HT function. Psychological Medicine, 2003, 33, 1381-1386.
Berger K. Enterostatin – target proteins and intra cellular mechanisms. Function in food
intake and energy metabolism. 2003, Lund
Björck I, Elmståhl H, Glykemiskt index metabolism och mättnadsgrad. Scandinavian Journal
of Nutrition Vol 44: 113-117, 2000.
Breum L, Rasussen M.H, Hilsted J, Fernström J.D. Twenty-four-hour plasma trytophan
concentrations and ratios are below normal in obese subjects and are not normalized by
substantial weight reduction. American Journal of Clinical Nutrition 2003;77:1112-8.
Damberg M. Transcription Factor AP-2 in Relation to Seretonergic Functions in the Central
Nervous System 2002, Uppsala.
Hellénius M-L Motionens betydelse för det metabola syndromet. Medikament nr 1, 2001.
Kjellström T m.fl. Fetma – problem och åtgärder En systematisk litteraturöversikt. Statens
beredning för medicinsk utvärdering. Rapport nr 160. Göteborg 2002.
Muldoon F,M, Mackey H.R, Williams K.V, Korytkowski M.T, Flory J.D, Manuck S.B. Low
central nervous system serotonergic responsivity is associated with the metabolic
syndrome and physical inactivity. The journal of clinical Endocrinology & metabolism
89(1):266-271 © 2004
Roca P, Proenza A.M, Palou A. Sex differences in the effect of obesity on human plasma
tryptophan/large neutral amino acid ratio. Annals of Nutrition & Metabolism 1999; 43:
145-151.
Währborg P. Stress och den nya ohälsan, Natur och kultur 2003.