Aminoskābe triptofāns cilvēka ķermenis nevar radīt, un tāpēc tas ir būtiski. Tā ir proteīnogēna α-aminoskābe [Ltriptofāns: (S) -triptofāns] ar aromātisku indola gredzenu sistēmu.
Cilvēka ķermenim šī aminoskābe ir nepieciešama, lai izveidotu divus svarīgus kurjerus:
Kā svarīgs pamatelements triptofāns joprojām ir svarīgs aknas vielmaiņu, un to, cita starpā, var pārveidot par niacīna vitamīnu un koenzīmu nikotīnamīda adenīna dinukleotīdu (NAD). |
L-triptofāns
Pateicoties spēcīgajai lipofilitātei (viegli šķīst taukos un eļļās), L-triptofāns ir saistīts ar transporta olbaltumvielām albumīns pārvadāšanai uz asinis-smadzenes barjera. Pēc atbrīvošanas no šīs saistīšanas triptofānu var transportēt uz smadzenes. Pie asinis-smadzenes barjera, tomēr L-triptofāns konkurē ar pieciem citiem aminoskābes tai pašai transporta sistēmai, kas ļauj tai iekļūt centrālajā nervu sistēmas (CNS). Tās ir sazarotās ķēdes aminoskābes (saīsināts BCAA angļu sazarotās ķēdes amīnam Skābes) L-valīns, L-leicīns un L-izoleicīns un aromātiskais aminoskābes L-fenilalanīns un L-tirozīns. Lai samazinātu konkurences spiedienu un palielinātu L-triptofāna centrālo pieejamību, ir nozīme šādiem ietekmējošiem faktoriem:
- Uzturs: pēc olbaltumvielām bagātas maltītes ātras darbības uzņemšana ogļhidrāti pieaugums insulīna līmeņiem. Tā rezultātā konkurē sazarotās ķēdes amino skābes tiek ievadīti muskuļu šūnās un triptofāna procentuālais daudzums asinīs asinis ir palielināts. Tādējādi tas var vispirms nodot asins-smadzeņu barjera.
- Sports: intensīvs izturība vingrinājumi noved pie palielinātas sazarotās ķēdes amino skābes uzsūcas muskuļu šūnās insulīna. Tā rezultātā palielinās arī triptofāna daudzums asinīs. Tas pats attiecas uz īsu intensīvu stiprums apmācību.
L-triptofānam ir netieša ietekme uz miegu, veidojoties serotonīna un par vispārējo noskaņojumu caur antidepresants efekts. Triptofāna kinurenīna vielmaiņa Tikai 3% no uzņemtā triptofāna tiek izmantoti serotonīna un melatonīna CNS. Lielākoties triptofāns ir svarīgs olbaltumvielu veidošanā, B3 vitamīna un koenzīma NAD veidošanā. Šajā procesā loma ir triptofāna-kinurenīna metabolismam aknas, triptofāna noārdīšanās sākas ar pirolveida gredzena šķelšanos. Šo soli katalizē (paātrina) enzīms triptofāna pirrolāze (vai triptofāna 2,3-dioksigenāze), un veidojas N-formilkinkurenīns. Ar kinurenīna formilāzes palīdzību tiek veidots neproteinogēns aromātiskā aminoskābe kinurenīns. Kinurenīna-3-monooksigenāze to pārveido par 2-hidroksikinurenīnu. Nākamajā reakcijas posmā L-alanīns tiek sašķelts ar kinurenināzes palīdzību, un veidojas 3-hidroksiantranilāts. Tagad 3-hidroksi-antranilāta dioksigenāze katalizē pārveidošanos par akroleil-β-aminofumarātu. Pēc turpmākajām reakcijām beidzot izveidojas acetil-CoA. Biosintētiskais ceļš uz nikotīnskābe (niacīns, B3 vitamīns) sazarojas pēc akroleil-β-aminofumarāta veidošanās. Pēc hinolāta veidošanās NAD + prekursors nikotīnskābe veidojas mononukleotīds. Triptofāna pirrolāze atrodas aknas un regulē triptofāna līmeni plazmā. Ja plazmā ir pārāk daudz triptofāna, tiek aktivizēts triptofānu noārdošais enzīms triptofāna pirolāze (vai triptofāna 2,3-dioksigenāze). Triptofāna-kinurenīna metabolisma traucējumi B6 vitamīna deficīts B6 vitamīna deficīta gadījumā (īpaši piridoksāls) fosfāts), kinurenināzes aktivitāte samazinās, un kinurenīns un 3-hidroksikinurenīns uzkrājas. Šajā gadījumā kinurenīns spontāni veido kinurēnskābi un 3-hidroksikinurenīns ksanturēnskābi. Kinurēnskābe nomāc glutamāts un dopamīna atbrīvot sinaptiskā sprauga. ImūnreakcijaIndolamīn-2,3-dioksigenāze (IDO) ir triptofāna pirolāzes izoenzīms, ko izsaka perifērie audi. Pretiekaisuma citokīni, piemēram, IFN-γ vai TNF-α, aktivizē izoenzīmu IDO. Imūnās atbildes klātbūtnē triptofānu iztukšo IDO, tādējādi samazinot tā pieejamību, piemēram, ar vīrusu inficētiem vai vēzis šūnas. Triptofāna izsmelšanai ir citostatiska ietekme uz šūnām (kavē šūnu augšanu). Turklāt metabolītiem (starpproduktiem), piemēram, 3-hidroksikinurenīnam, ir citotoksiska iedarbība (darbojas kā šūnu toksīns). Tāpēc IDO enzīma aktivizēšana ir aizsardzības mehānisms. Attiecīgi serotonīns /melatonīna deficītu var ārstēt ar triptofāna piedevām. Tomēr iekaisuma marķieriem nevajadzētu būt lielās koncentrācijās, jo tie aktivizē IDO. Stress Kortizola līmenis hroniskas dēļ uzsvars aktivizē triptofānu noārdošo enzīmu triptofāna pirrolāzi. Piezīme: hroniskas slimības dēļ uzsvars un iekaisumu veicinošus citokīnus, triptofāns var būt noārdīts. Tas noved pie samazināta L-triptofāna pārveidošanās par 5-hidroksitriptofānu (5-HTP). 5-HTP ir serotonīna priekštecis.
serotonīna
Serotonīns ir viens no neirotransmiteriem (kurjera vielām). Tās ietekme galvenokārt ir saistīta ar nervu sistēmas (noskaņojums), kardiovaskulārā sistēma (vazokonstrikcija) un zarnās (zarnu peristaltika ↑). Serotonīns tiek veidots no aminoskābes L-triptofāna divpakāpju reakcijā:
- 1. solis: Tiek izveidots starpprodukts: neproteinogēna aminoskābe 5-hidroksitriptofāns (5-HTP) (katalizators ir fermenta triptofāna hidroksilāze).
- 2. solis: dekarboksilēšana līdz galaproduktam serotonīnam (katalizators ir enzīms aromātiskā-L-aminoskābju dekarboksilāze vai hidroksitriptofāna dekarboksilāze).
Vitamīni B6 un B3 un magnijs ir iesaistīti sintēzē. Turklāt B3 vitamīns kavē triptofānu noārdošā fermenta triptofāna pirolāzes aktivitāti un tādējādi atbalsta triptofāna sintēzi par 5-HTP. Serotonīna darbība notiek caur 5-HT receptoriem. Sākot no tā sauktajiem raphe kodoliem, kas lokalizēti smadzeņu stumbrā, serotonīns pa šiem nervu ceļiem darbojas visos smadzeņu reģionos. Tie ietekmē, piemēram, atmiņa sniegums, prāta stāvoklis, miega-pamošanās ritms un sāpes uztvere.
Melatonīns
Melatonīns ir hormons, ko ražo epifīze, kas ir diencefalona daļa. Melatonīns tiek sintezēts smadzenēs no triptofāna caur serotonīna starpproduktu (skatīt zemāk). Tas tiek sintezēts tikai naktī, iestājoties tumsai. Maksimālais veidošanās līmenis tiek sasniegts laikā no pulksten 2:00 līdz 4:00, pēc tam tas atkal samazinās. Dienasgaisma, kas nonāk acī, kavē melatonīna sekrēciju. Tas jo īpaši attiecas uz rīta gaismu, kurā ir vislielākais zilās gaismas saturs. Dienas laikā zilās gaismas saturs nepārtraukti samazinās, un melatonīna līmenis lēnām veidojas pret vakaru. Melatonīns izraisa dziļu miegu un ir stimuls augšanas hormona somatotropiskā hormona (STH) izdalīšanai (sinonīms: somatotropīns). koncentrācija melatonīna daudzums ir atkarīgs no vecuma. Zīdaiņiem ir visaugstākais koncentrācija. Pēc tam melatonīna ražošana nepārtraukti samazinās. Tāpēc vidējais miega ilgums samazinās līdz ar vecumu, un miega problēmas rodas biežāk. Traucējumi somatotropīns ražošana izraisa priekšlaicīgu somatopauze. Somatopauze ir pakāpeniska STH sekrēcijas (somatotropā hormona (STH), cilvēka augšanas hormona (HGH)) samazināšanās ar secīgu STH deficītu pusmūža un vecākiem pieaugušajiem. Melatonīns tiek sintezēts (ražots) smadzenēs no triptofāna caur serotonīna starpproduktu divos posmos:
- 1. solis: Serotonīnu N-acetilina ar acetil-koenzīmu A (katalizators ir ferments serotonīna N-acetiltransferāze (AANAT)).
- 2. solis: N-acetilserotonīnu metilē ar S-adenozilmetionīnu ar acetilserotonīna O-metiltransferāzi (metilgrupas nodošana).
Melatonīnam ir miegu veicinoša iedarbība un tas kontrolē dienas un nakts ritmu.
Niacīns
Niacīns ir kopīgs termins piridīna-3-karbonskābes ķīmiskajām struktūrām, kas ietver: nikotīnskābe, tā skābe amīds nikotīnamīds un bioloģiski aktīvi koenzīmi nikotīnamīda adenīna dinukleotīds (NAD) un nikotīnamīda adenīna dinukleotīds fosfāts (NADP). L-triptofāns ir provitamīns (holesterīna prekursors) vitamīni) niacīna (B3 vitamīna). Niacīnam ir izšķiroša loma ķermeņa enerģijas piegādē, un tas ir iesaistīts dažādos dažādos vielmaiņas procesos (olbaltumvielu / olbaltumvielu, lipīdu / tauku, ogļhidrātu metabolismā) organismā.
