Serotonin gør muskler friske og trætte
Signalstoffet serotonin har en dobbelt rolle i reguleringen af hjernens signaler til musklerne. Serotonin kan både øge aktiviteten af musklerne, men også gøre dem trætte. Danske forskere har blotlagt, hvordan serotonin fungerer i sin dobbelte rolle.

Billede af et motoneuron. Den orange del af motoneuronet er axonet, hvorfra motoneuronet sender signaler videre til musklerne. De blå prikker er synapserne. (Foto: PNAS)

Billede af et motoneuron. Den orange del af motoneuronet er axonet, hvorfra motoneuronet sender signaler videre til musklerne. De blå prikker er synapserne. (Foto: PNAS)

Forskere fra Københavns Universitet har blotlagt en hidtil ukendt dobbeltrolle af signalstoffet serotonin i rygmarven.

Når muskler skal præstere, forstærker serotonin i rygmarven hjernens signaler, og aktiviteten i musklerne øges.

Men for meget serotonin i rygmarven blokerer for hjernens signaler til musklerne, som derfor føles trætte.

Den nye danske forskning er netop præsenteret i det videnskabelige tidsskrift PNAS.

Sådan virker serotonin

Systemet, som forskerne har blotlagt, fungerer således:

Ved en muskelsammentrækning sender hjernen et signal af sted i retning af musklerne.

Signalet bliver opfanget af nerveceller, kaldet moto-neuroner, som dirigerer signalet fra rygmarven ud til musklerne, der reagerer ved at trække sig sammen.

Fakta

Serotonin er et signalstof, der er involveret i en lang række af kroppens mekanismer.

Foruden muskelsammentrækninger er serotonin også involveret som signalstof i reguleringen af humør, appetit, søvn, sexlyst, hukommelse, indlæring og tarmenes bevægelser.

Parallelt med den direkte signalvej fra hjerne til muskler findes serotonin-systemet, som regulerer, hvor sensitive moto-neuronerne skal være over for hjernens signaler.

Ved almindelig aktivitet frigiver specifikke serotonin-nerver serotonin ud i rygmarven. Serotoninen binder til receptorer i modtager-enden (synapsen) af moto-neuronerne og forstærker signalerne fra hjernen til musklerne.

Moto-neuronerne bliver altså mere sensitive af serotoninen.

»I takt med stigende aktivitet, stiger også mængden af serotonin i rygmarven, som medfører, at hjernens signaler forstærkes. Det betyder, at muskelaktiviteten øges, og vi kan yde mere,« forklarer lektor Jean-François Perrier fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi ved Københavns Universitet.

Jean-François Perrier har sammen med kollega Florence Cotel blotlagt serotonins hidtil ukendte dobbelte rolle. 

Serotonin går fra at forstærke til at hæmme

Vedvarende aktivering af musklerne får dog koncentrationen af serotonin til at blive så høj, at den begynder at sive fra moto-neuronernes synapser.

Når det sker, kommer serotoninen i kontakt med receptorer, der sidder i den pol af moto-neuronerne, hvorfra nervetråden - axonet – sender signaler fra moto-neuronerne til musklerne.

Fakta

I forskningen har Jean-Francois Marie Perrier og kolleger studeret virkningen af serotonin i rygmarv fra amerikanske sumpskildpadder. Forskerne brugte rygmarv fra voksne skildpadder, da den langt bedre kan tåle at være i et iltfrit miljø end rygmarv fra pattedyr.

Serotonin er uhyre velbevaret mellem arter, så der er ingen grund til at tro, at den nye opdagelse ikke også gælder for mennesker.

Når serotoninen binder til receptorerne ved axonet, går moto-neuronerne fra at forstærke signalerne fra hjernen til at hæmme dem. Det betyder, at følelsen af muskeltræthed sætter ind.

Serotoninen skifter dermed funktion til at nedsætte moto-neuronernes følsomhed.

»Det lyder meget simpelt, men det har taget os tre til fire år at finde ud af, hvordan denne mekanisme fungerer,« fortæller Jean-François Perrier og Florence Cotel.

Jean-François Perrier og hans nye studerende Anders Victor Petersen fortsætter arbejdet med at undersøge serotonins dobbelte virkning.

Specifikt kigger de efter, om nerveceller i hjernebarken har et lignende system, som kan forklare træthed i en bredere betydning.

»Jeg kan endnu ikke komme med detaljerne, med det ser meget interessant ud,« slutter Jean-François Perrier drillende.

Læs mere om opdagelsen i hovedartiklen Derfor går motion dig på nerverne.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.