La sérotonine est synthétisée à partir d’un acide aminé, le tryptophane, dans deux sites distincts : le cerveau postérieur, où elle a obtenu ses titres de noblesse, mais aussi le duodénum. Dans le cerveau, la sérotonine est un neurotransmetteur impliqué dans de très nombreuses fonctions cognitives. Cette forme de sérotonine est synthétisée grâce à l’action de l’enzyme tryptophane hydroxylase 2 (Tph2), exprimée uniquement dans les neurones du Raphé.
La biosynthèse de la sérotonine duodénale, cette dernière représentant 95 % de la quantité totale de sérotonine dans l’organisme, est le fait de l’action de l’enzyme tryptophane hydroxylase 1 (Tph1), dont l’expression est essentiellement confinée aux cellules entérochromaffines. Entre les deux formes de sérotonine, il existe une barrière totalement hermétique (la barrière hémato-méningée) de sorte que la sérotonine produite en périphérie ne peut entrer dans le cerveau et vice-versa.