Aminokiselina triptofan ljudsko tijelo ne može proizvesti i stoga je neophodno. To je proteinogena α-aminokiselina [sinonim za L-triptofan: (S) -triptofan] s aromatskim indolskim prstenastim sustavom.
Ljudskom tijelu ova aminokiselina treba za proizvodnju dva važna glasnika:
Kao važan gradivni blok, triptofan je još uvijek važno za jetra metabolizma i mogu se, između ostalog, pretvoriti u vitamin niacin i koenzim nikotinamid adenin dinukleotid (NAD). |
L-triptofan
Zbog svoje jake lipofilnosti (lako topljiv u mastima i uljima), L-triptofan vezan je za transportni protein album za prijevoz do krv-mozak prepreka. Nakon oslobađanja od ovog vezanja, triptofan se može transportirati u mozak, Na mjestu krv-mozak barijera, međutim, L-triptofan se natječe s pet drugih aminokiseline za isti transportni sustav koji mu omogućuje ulazak u središnju živčani sustav (CNS). To su razgranati lanci aminokiseline (skraćeno BCAA za engleski Amino s razgranatim lancem Kiseline) L-valin, L-leucin te L-izoleucin i aromatski aminokiseline L-fenilalanin i L-tirozin. U smanjenju konkurentskog pritiska i povećanju središnje dostupnosti L-triptofana igraju ulogu sljedeći čimbenici koji utječu:
- Dijeta: nakon obroka bogatog proteinima, unos brzog djelovanja ugljikohidrati povećava insulin razinama. Kao rezultat, konkurentski razgranati lanac amino kiseline se prevoze u mišićne stanice i postotak triptofana u krv je povećan. Dakle, ovo može preferencijalno proći krvno-moždana barijera.
- Sport: intenzivan izdržljivost vježbanje dovodi do povećanog aminokiseline kiseline apsorbiraju se u mišićne stanice pod utjecajem insulin. Kao rezultat, povećava se i postotak triptofana u krvi. Isto se odnosi i na kratki intenziv trening snage.
L-triptofan neizravno utječe na spavanje stvaranjem serotonina i na opće raspoloženje putem antidepresiv utjecaj. Metabolizam triptofana kinureninaSamo 3% unesenog triptofana koristi se za sintezu serotonina i melatonin u CNS-u. Triptofan je uglavnom važan za izgradnju bjelančevina, stvaranje vitamina B3 i koenzima NAD. Metabolizam triptofan-kinurenina igra ulogu u ovom procesu jetra, razgradnja triptofana započinje cijepanjem pirolskog prstena. Ovaj korak katalizira (ubrzava) enzim triptofan pirolaza (ili triptofan 2,3-dioksigenaza) i nastaje N-formilkinurenin. Uz pomoć kinurenin formilaze nastaje neproteinogena aromatična aminokiselina kinurenin. Kinurenin-3-monooksigenaza pretvara se u 2-hidroksikinurenin. U sljedećem koraku reakcije, L-alanin cijepa se uz pomoć kinureninaze i nastaje 3-hidroksiantranilat. Sada 3-hidroksi-antranilat-dioksigenaza katalizira pretvorbu u akroleil-β-aminofumarat. Nakon daljnjih reakcija konačno nastaje acetil-CoA. Biosintetski put za nikotinska kiselina (niacin, vitamin B3) grana se nakon stvaranja akroleil-β-aminofumarata. Nakon stvaranja kinolata, preteča NAD + nikotinska kiselina nastaje mononukleotid. Triptofan pirolaza se nalazi u jetra te regulira razinu triptofana u plazmi. Ako je u plazmi prisutno previše triptofana, aktivira se enzim koji razgrađuje triptofan triptofan pirolaza (ili triptofan 2,3-dioksigenaza). Poremećaji metabolizma triptofana-kinurenina Nedostatak vitamina B6U slučaju nedostatka vitamina B6 (posebno piridoksala fosfat), aktivnost kinureninaze se smanjuje i akumuliraju se kinurenin i 3-hidroksikinurenin. U ovom slučaju, kinurenin spontano stvara kinurensku kiselinu, a 3-hidroksikinurenin tvori ksanturensku kiselinu. Kynurenska kiselina inhibira glutamat i dopamin puštanje u sinaptičke pukotine. Imunološki odgovorIndolamin-2,3-dioksigenaza (IDO) je izoenzim triptofan pirolaze eksprimiran u perifernom tkivu. Proupalni citokini poput IFN-γ ili TNF-α aktiviraju izoenzim IDO. U prisutnosti imunološkog odgovora IDO troši triptofan, smanjujući tako njegovu dostupnost, na primjer, virusima zaraženim ili Raka Stanice. Osiromašenje triptofana ima citostatički učinak na stanice (inhibira rast stanica). Nadalje, metaboliti (međuprodukti) kao što je 3-hidroksikinurenin imaju citotoksični učinak (djelujući kao stanični toksin). Aktivacija IDO enzima je stoga obrambeni mehanizam. Sukladno tome, serotonin /melatonin nedostatak se može liječiti nadomještanjem triptofana. Međutim, upalni biljezi ne bi trebali biti prisutni u visokim koncentracijama jer aktiviraju IDO Kortizol razina zbog kronične stres aktivira enzim koji razgrađuje triptofan triptofan pirolazu. Napomena: Zbog kronične stres i proupalni citokini, triptofan se može razgraditi. To dovodi do smanjene konverzije L-triptofana u 5-hidroksitriptofan (5-HTP). 5-HTP je preteča serotonina.
Serotonin
Serotonin je jedan od neurotransmitera (glasničke tvari). Učinci su uglavnom povezani s živčani sustav (raspoloženje), kardiovaskularni sustav (vazokonstrikcija) i crijeva (crijevna peristaltika ↑). Serotonin se gradi iz aminokiseline L-triptofana u reakciji u dva koraka:
- Korak 1: Nastaje intermedijar: ne-proteinogena aminokiselina 5-hidroksitriptofan (5-HTP) (katalizator je enzim triptofan hidroksilaza).
- 2. korak: dekarboksilacija do konačnog produkta serotonina (katalizator je enzim aromatska-L-aminokiselina dekarboksilaza ili hidroksitriptofan dekarboksilaza).
Vitamini B6 i B3 i magnezij uključeni su u sintezu. Uz to, vitamin B3 inhibira aktivnost enzima koji razgrađuje triptofan triptofan pirolazu i na taj način podržava sintezu triptofana u 5-HTP. Djelovanje serotonina posreduje se preko 5-HT receptora. Polazeći od takozvanih jezgri raphe, koje su lokalizirane u moždanom stablu, serotonin je aktivan u svim regijama mozga tim živčanim putovima. Oni utječu, na primjer, na memorija performanse, stanje uma, ritam spavanja i buđenja i bol percepcija.
Melatonin
Melatonin je hormon koji proizvodi epifiza, dio diencefalona. Melatonin se sintetizira u mozgu iz triptofana putem intermedijarnog serotonina (vidi dolje). Sintetizira se samo noću s početkom tame. Maksimalna formacija postiže se između 2:00 i 4:00 ujutro, nakon čega ponovno pada. Dnevno svjetlo koje dopire do oka inhibira lučenje melatonina. To se posebno odnosi na jutarnju svjetlost koja ima najveći sadržaj plave svjetlosti. Tijekom dana sadržaj plave svjetlosti kontinuirano se smanjuje, a razina melatonina polako se gradi prema večeri. Melatonin izaziva dubok san i poticaj je za oslobađanje somatotropnog hormona rasta (STH) (sinonim: somatotropin). koncentracija melatonina ovisi o dobi. Dojenčad ima najviše koncentracija. Nakon toga, proizvodnja melatonina kontinuirano opada. Stoga se prosječno trajanje spavanja smanjuje s godinama i problemi sa spavanjem javljaju se češće. Poremećaji u somatotropin proizvodnja inducirati prerano somatopauza. Somatopauza je progresivan pad sekrecije STH (somatotropni hormon (STH), ljudski hormon rasta (HGH)) s uzastopnim nedostatkom STH u sredovječnih i starijih odraslih osoba. Melatonin se sintetizira (proizvodi) u mozgu iz triptofana putem intermedijarnog serotonina u dva koraka:
- Korak 1: Serotonin je N-acetiliran s acetil-koenzimom A ((katalizator je enzim serotonin N-acetiltransferaza (AANAT)).
- Korak 2: N-acetilserotonin se metilira sa S-adenozilmetioninom acetilserotonin O-metiltransferazom (prijenos metilne skupine).
Melatonin djeluje pospješujuće spavanje i kontrolira dnevno-noćni ritam.
Niacin
Niacin je skupni izraz za kemijske strukture piridin-3-karboksilne kiseline, što uključuje nikotinska kiselina, njegova kiselina amid nikotinamid i biološki aktivni koenzimi nikotinamid adenin dinukleotid (NAD) i nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADP). L-triptofan je provitamin (preteča vitamini) niacina (vitamin B3). Niacin igra presudnu ulogu u opskrbi tijela energijom i uključen je u razne metaboličke procese (protein / protein, lipidi / masti, metabolizam ugljikohidrata) u tijelu.
