Aminokislina triptofan ne more proizvesti človeško telo in je zato bistvenega pomena. Je proteinogena α-aminokislina [sinonim za L-triptofan: (S) -triptofan] z aromatskim indolskim obročnim sistemom.
Človeško telo potrebuje to aminokislino za proizvodnjo dveh pomembnih sporočil:
Kot pomemben gradnik triptofan je še vedno pomembno za jetra presnovo in se med drugim lahko pretvori v vitamin niacin in koencim nikotinamid adenin dinukleotid (NAD). |
L-triptofan
L-triptofan je zaradi svoje močne lipofilnosti (dobro topen v maščobah in oljih) vezan na transportne beljakovine albumin za prevoz do kri-možganov pregrado. Po sprostitvi te vezave lahko triptofan prepeljemo v možganov. Pri kri-možganov oviro pa L-triptofan tekmuje s petimi drugimi aminokisline za isti transportni sistem, ki mu omogoča vstop v centralno živčni sistem (CNS). To so razvejane verige aminokisline (skrajšano BCAA za angleško razvejano verigo Amino Kisline) L-valin, L-levcin in L-izolevcin in aromatski aminokisline L-fenilalanin in L-tirozin. Za zmanjšanje konkurenčnega pritiska in povečanje osrednje razpoložljivosti L-triptofana igrajo vlogo naslednji vplivni dejavniki:
- Prehrana: po obroku, bogatem z beljakovinami, vnos hitro delujočega ogljikovi hidrati povečuje insulina ravni. Kot rezultat, konkurenčni razvejani amino kisline se izločijo v mišične celice in odstotek triptofana v kri se poveča. Tako lahko to prednostno prenese krvno-možgansko pregrado.
- Šport: intenziven vzdržljivost vadba vodi do povečanega razvejanega aminokislina kisline ki se absorbirajo v mišične celice pod vplivom insulina. Posledično se poveča tudi odstotek triptofana v krvi. Enako velja za kratek intenziv trening za moč.
L-triptofan posredno vpliva na spanje s tvorbo serotonina in na splošno razpoloženje prek antidepresiv učinek. Presnova triptofana kinurenina Samo 3% zaužitega triptofana se porabi za sintezo serotonina in melatonin v CNS. Triptofan je večinoma pomemben za gradnjo beljakovin, tvorbo vitamina B3 in koencima NAD. Presnova triptofana-kinurenina ima vlogo pri tem procesu jetra, razgradnja triptofana se začne s cepitvijo pirolskega obroča. Ta korak katalizira (pospeši) encim triptofan pirolaza (ali triptofan 2,3-dioksigenaza) in nastane N-formilkinurenin. S pomočjo kinurenin formilaze nastane neproteinogena aromatska aminokislina kinurenin. Ta se s kinurenin-3-monooksigenazo pretvori v 2-hidroksikinurenin. V naslednjem reakcijskem koraku L-alanina se s pomočjo kinureninaze cepi in nastane 3-hidroksiantranilat. Zdaj 3-hidroksi-antranilat-dioksigenaza katalizira pretvorbo v akroleil-β-aminofumarat. Po nadaljnjih reakcijah se končno tvori acetil-CoA. Biosintetska pot za nikotinska kislina (niacin, vitamin B3) se razcepi po tvorbi akroleil-β-aminofumarata. Po tvorbi kinolata predhodnik NAD + nikotinska kislina tvori se mononukleotid. Triptofan pirolaza se nahaja v jetra in uravnava raven triptofana v plazmi. Če je v plazmi preveč triptofana, se aktivira encim, ki razgrajuje triptofan, triptofan pirolaza (ali triptofan 2,3-dioksigenaza). Motnje presnove triptofana-kinurenina Pomanjkanje vitamina B6 V primeru pomanjkanja vitamina B6 (zlasti piridoksala fosfat), aktivnost kinureninaze se zmanjša in kopičijo se kinurenin in 3-hidroksikinurenin. V tem primeru kinurenin spontano tvori kinurensko kislino, 3-hidroksikinurenin pa ksanturensko kislino. Kynurenska kislina zavira glutamat in dopamin sprostitev v sinaptična špranja. Imunski odziv Indolamin-2,3-dioksigenaza (IDO) je izoencim triptofan pirolaze, ki ga izrazi periferno tkivo. Proinflamatorni citokini, kot sta IFN-γ ali TNF-α, aktivirajo izoencim IDO. V prisotnosti imunskega odziva triptofan osiromaši IDO in tako zmanjša njegovo razpoložljivost na primer virusom rak celic. Izčrpavanje triptofana deluje citostatično na celice (zavira rast celic). Poleg tega presnovki (intermediati), kot je 3-hidroksikinurenin, delujejo citotoksično (delujejo kot celični toksin). Aktivacija encima IDO je torej obrambni mehanizem. Skladno s tem serotonin /melatonin pomanjkanje je mogoče zdraviti z dodatki triptofana. Vendar vnetni markerji ne smejo biti prisotni v visokih koncentracijah, saj aktivirajo IDO Kortizol raven zaradi kronične stres aktivira encim, ki razgrajuje triptofan, triptofan pirolazo. Opomba: Zaradi kronične stres in vnetnih citokinov se lahko triptofan razgradi. To vodi do zmanjšane pretvorbe L-triptofana v 5-hidroksitriptofan (5-HTP). 5-HTP je predhodnik serotonina.
serotonin
Serotonin je eden od nevrotransmiterjev (sporočil). Njegovi učinki so povezani predvsem z živčni sistem (razpoloženje), kardiovaskularni sistem (vazokonstrikcija) in črevesje (črevesna peristaltika ↑). Serotonin je zgrajen iz aminokisline L-triptofana v dvostopenjski reakciji:
- Korak 1: Nastane vmesni izdelek: ne-proteinogena aminokislina 5-hidroksitriptofan (5-HTP) (katalizator je encim triptofan hidroksilaza).
- 2. korak: dekarboksilacija v končni produkt serotonin (katalizator je encim aromatska L-aminokislina dekarboksilaza ali hidroksitriptofan dekarboksilaza).
vitamini B6 in B3 in magnezijev so vključeni v sintezo. Poleg tega vitamin B3 zavira aktivnost encima, ki razgrajuje triptofan, triptofan pirolazo in tako podpira sintezo triptofana v 5-HTP. Dejanje serotonina se posreduje preko receptorjev 5-HT. Od tako imenovanih raphe jeder, ki so lokalizirana v možganskem deblu, je serotonin aktiven v vseh predelih možganov po teh živčnih poteh. Na primer vplivajo na spomin uspešnost, stanje duha, ritem spanja in budnosti in bolečina zaznavanje.
Melatonin
Melatonin je hormon, ki ga proizvaja epifiza, del diencefalona. Melatonin se v možganih sintetizira iz triptofana prek vmesnega serotonina (glej spodaj). Sintetizira se samo ponoči z nastopom teme. Največja formacija je dosežena med 2:00 in 4:00 zjutraj, nato pa spet pade. Dnevna svetloba, ki doseže oko, zavira izločanje melatonina. To še posebej velja za jutranjo svetlobo, ki ima največjo vsebnost modre svetlobe. Tekom dneva se vsebnost modre svetlobe nenehno zmanjšuje in raven melatonina se proti večeru počasi kopiči. Melatonin povzroča globok spanec in je spodbuda za sproščanje somatotropnega hormona rastnega hormona (STH) (sinonim: somatotropin). koncentracija melatonina odvisna od starosti. Dojenčki imajo največ koncentracija. Po tem se proizvodnja melatonina nenehno zmanjšuje. Zato se povprečno trajanje spanja s starostjo zmanjšuje in težave s spanjem se pojavljajo pogosteje. Motnje v somatotropin proizvodnja povzroči prezgodaj somatopavza. Somatopavza je postopno upadanje izločanja STH (somatotropni hormon (STH), človeški rastni hormon (HGH)) z zaporednim pomanjkanjem STH pri srednjih in starejših odraslih. Melatonin se sintetizira (proizvaja) v možganih iz triptofana prek vmesnega serotonina v dveh korakih:
- Korak 1: Serotonin je N-acetiliran z acetil-koencimom A (katalizator je encim serotonin N-acetiltransferaza (AANAT)).
- Korak 2: N-acetilserotonin metiliramo s S-adenozilmetioninom z acetilserotonin O-metiltransferazo (prenos metilne skupine).
Melatonin ima učinek, ki spodbuja spanje, in nadzira dnevni in nočni ritem.
Niacin
Niacin je skupni izraz za kemične strukture piridin-3-karboksilne kisline, ki vključuje nikotinska kislina, njegova kislina amid nikotinamid in biološko aktivni koencimi nikotinamid adenin dinukleotid (NAD) in nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADP). L-triptofan je provitamin (predhodnik vitamini) niacina (vitamin B3). Niacin ima ključno vlogo pri oskrbi telesa z energijo in je vključen v različne presnovne procese (presnova beljakovin / beljakovin, lipidov / maščob, ogljikovih hidratov) v telesu.
