טריפטופן: פונקציות

חומצת האמינו טריפטופן לא ניתן לייצר על ידי גוף האדם ולכן הוא חיוני. זוהי חומצה א-אמינית חלבונית [שם נרדף ל- L-טריפטופן: (S) -tryptophan] עם מערכת טבעת אינדול ארומטית.

גוף האדם זקוק לחומצת אמינו זו כדי לייצר שני שליחים חשובים:

  • סרוטונין (גם 5-הידרוקסיטריפטמין (5-HT)) - "הורמון האושר" - מבטיח רווחה נפשית.
  • מלטונין - הורמון השינה הידוע - מספק את קצב השינה ובכך לשינה הנוחה.

כאבן בניין חשובה, טריפטופן עדיין חשוב עבור כבד מטבוליזם וניתן להמיר אותו בין היתר לוויטמין ניאצין ולקואנזים ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד (NAD).

L- טריפטופן

בגלל הליפופיליות החזקה שלו (מסיסה בקלות בשומנים ובשמנים), L- טריפטופן קשורה לחלבון התחבורה. אלבומין להובלה אל דם-מוֹחַ מַחסוֹם. לאחר שחרורו מהכריכה הזו, ניתן להעביר טריפטופן ל מוֹחַ. ב דם-מוֹחַ עם זאת, L- טריפטופן מתחרה בחמישה אחרים חומצות אמינו לאותה מערכת תחבורה המאפשרת לה להיכנס למרכז מערכת העצבים (CNS). אלה השרשרת המסועפת חומצות אמינו (מְקוּצָר BCAA עבור אמינו המסועף באנגלית חומצות) L- valine, L-אוצין ו- L- איזולוצין והארומטי חומצות אמינו L- פנילאלנין ו- L- טירוזין. כדי להפחית את הלחץ התחרותי ולהגדיל את הזמינות המרכזית של L-tryptophan, גורמי ההשפעה הבאים משחקים תפקיד:

  • דִיאֵטָה: לאחר ארוחה עשירה בחלבון, צריכת פעולה מהירה פחמימות עליות אינסולין רמות. כתוצאה מכך, אמינו מסועפים מתחרים חומצות מועברים לתאי שריר ואחוז הטריפטופן ב דם הוא גדל. לפיכך, זה יכול להעדיף לעבור את מחסום דם מוח.
  • ספורט: אינטנסיבי סבולת תרגיל מוביל לאמינו מוגבר של שרשרת מסועפת חומצות להיספג בתאי השריר בהשפעת אינסולין. כתוצאה מכך גם אחוז הטריפטופן בדם עולה. כנ"ל לגבי אינטנסיביות קצרה אימון כוח.

ל- L- טריפטופן השפעה עקיפה על השינה באמצעות היווצרות סרוטונין ועל מצב הרוח הכללי דרך נגד דיכאון השפעה. מטבוליזם של טריפטופן kynurenine רק 3% מהטריפטופן הנגוע משמש לסינתזה של סרוטונין ו מלטונין ב- CNS. על פי רוב, טריפטופן חשוב לבניית חלבונים, להיווצרות ויטמין B3 ולקואנזים NAD. מטבוליזם של טריפטופן-קיורנין ממלא תפקיד בתהליך זה כבד, השפלה של טריפטופן מתחילה עם מחשוף טבעת הפירול. שלב זה מזורז (מואץ) על ידי האנזים טריפטופן פירולאז (או טריפטופן 2,3-דיוקסידנאז) ונוצר N-formylkynurenine. בעזרת פורנילאז של kynurenine נוצרת חומצת אמינו ארומטית שאיננה חלבון. זה מומר ל- 3-hydroxykynurenine על ידי kynurenine-2-monooxygenase. בשלב התגובה הבא, L-אלנין נבקע בעזרת kynureninase ונוצר 3-hydroxyanthranilate. עכשיו dioxygenase 3-hydroxy-anthranilate מזרז את ההמרה ל- acroleyl-β-aminofumarate. לאחר תגובות נוספות נוצר לבסוף אצטיל-CoA. המסלול הביוסינתטי עבור חומצה ניקוטינית (ניאצין, ויטמין B3) מסתעף לאחר היווצרות אקרוליל-β- אמינו-פומרט. לאחר היווצרות הקינולייט, מבשר ה- NAD + חומצה ניקוטינית נוצר מונו-גרעין. טריפטופן פירולאז ממוקם ב כבד ומווסת את רמות הטריפטופן בפלזמה. אם קיימת יותר מדי טריפטופן בפלזמה, מופעל האנזים המשפיל את הטריפטופן פירולאז (או טריפטופן 2,3-דיאוקסינאז). הפרעות במטבוליזם טריפטופן-קיורנין מחסור בוויטמין B6 במקרה של מחסור בוויטמין B6 (במיוחד פירידוקסל פוספט), הפעילות של kynureninase פוחתת ו kynurenine ו- 3-hydroxykynurenine מצטברים. במקרה זה, kynurenine יוצר באופן ספונטני חומצה kynurenic ו- 3-hydroxykynurenine יוצר חומצה xanthurenic. חומצה קינורנית מעכבת גלוטמט ו דופמין שחרור ב שסוע סינפטי. תגובה חיסונית Indolamine-2,3-dioxygenase (IDO) הוא איזואנזים של טריפטופן פירולאז המבוטא על ידי רקמה היקפית. ציטוקינים דלקתיים כגון IFN-γ או TNF-α מפעילים את ה- Isoenzyme IDO. בנוכחות תגובה חיסונית, טריפטופן מדולדל על ידי IDO, ובכך מקטין את זמינותו למשל, נגועים בנגיף או סרטן תאים. לדלדול הטריפטופן השפעה ציטוסטטית על התאים (מעכב את צמיחת התאים). יתר על כן, למטבוליטים (חומרים בינוניים) כמו 3-הידרוקסיקינורנין יש השפעה ציטוטוקסית (מתנהגת כרעל תאים). הפעלת אנזים IDO היא אפוא מנגנון הגנה. בהתאם לכך, סרוטונין /מלטונין ניתן לטפל במחסור על ידי תוסף טריפטופן. עם זאת, סמנים דלקתיים לא צריכים להיות נוכחים בריכוזים גבוהים מכיוון שהם מפעילים את IDO קורטיזול ברמה עקב כרונית לחץ מפעיל את האנזים טריפטופן פירולאז המשפיל את הטריפטופן. הערה: בגלל כרוני לחץ וציטוקינים פרו-דלקתיים, טריפטופן עלול להיות מושפל. זה מוביל לירידה בהמרה של L-tryptophan ל- 5-hydroxytryptophan (5-HTP). 5-HTP הוא מבשר לסרוטונין.

סרוטונין

סרוטונין הוא אחד ממוליכים עצביים (חומרי מסנג'ר). השפעותיו קשורות בעיקר ל מערכת העצבים (מצב רוח), ה מערכת לב וכלי דם (התכווצות כלי הדם), והמעי (פריסטלטיקה של המעי ↑). סרוטונין בנוי מחומצת האמינו L- טריפטופן בתגובה דו-שלבית:

  • שלב 1: הביניים נוצרים: חומצת האמינו הלא-חלבונית 5-הידרוקסיטריפטופן (5-HTP) (זרז הוא האנזים טריפטופן הידרוקסילאז).
  • שלב שני: דקארבוקסילציה לתוצר הסופי סרוטונין (זרז הוא האנזים ארומטי- L- חומצת אמינו דקארבוקסילאז או הידרוקסיטריפטופן דקארבוקסילאז).

ויטמינים B6 ו- B3 ו- מגנזיום מעורבים בסינתזה. בנוסף, ויטמין B3 מעכב את פעילות האנזים המשפיל טריפטופן טריפטופן פירולאז ובכך תומך בסינתזה של טריפטופן ל- 5-HTP. פעולת סרוטונין מתווכת באמצעות קולטני 5-HT. החל מגרעיני הרפא כביכול, הממוקמים בגזע המוח, סרוטונין פעיל בכל אזורי המוח באמצעות מסלולי עצבים אלה. הם משפיעים, למשל, זיכרון ביצועים, מצב נפשי, קצב שינה-ערות ו כְּאֵב תפיסה.

מלטונין

מלטונין הוא הורמון המיוצר על ידי בלוטת האצטרובל, חלק מהדינצפלון. מלטונין מסונתז במוח מטריפטופן באמצעות סרוטונין הביניים (ראה להלן). הוא מסונתז רק בלילה עם תחילת החושך. היווצרות מקסימאלית מושגת בין השעות 2:00 ל -4: 00 בבוקר, ולאחר מכן היא צונחת שוב. אור יום המגיע לעין מעכב הפרשת מלטונין. זה נכון במיוחד לגבי אור הבוקר, בעל תכולת האור הכחול הגבוהה ביותר. במהלך היום תכולת האור הכחול פוחתת ברציפות ורמת המלטונין מצטברת אט אט לקראת הערב. מלטונין גורם לשינה עמוקה ומהווה גירוי לשחרור הורמון הגדילה של ההורמון הסומטוטרופי (STH) (שם נרדף: סומטוטרופין). ריכוז של מלטונין תלוי גיל. לתינוקות יש את הגבוה ביותר ריכוז. לאחר מכן, ייצור המלטונין פוחת ברציפות. לכן, משך השינה הממוצע יורד עם הגיל ובעיות שינה מתרחשות בתדירות גבוהה יותר. הפרעות ב סומטוטרופין הייצור גורם לפג סומטופוזה. סומטופאוזה היא הירידה המתקדמת בהפרשת STH (הורמון סומטוטרופי (STH), הורמון גדילה אנושי (HGH)) עם מחסור רצוף ב- STH בקרב מבוגרים בגיל העמידה ומבוגרים. מלטונין מסונתז (מיוצר) במוח מטריפטופן באמצעות סרוטונין הביניים בשני שלבים:

  • שלב 1: סרוטונין הוא N-acetylated עם אצטיל-קואנזים A, (זרז הוא האנזים סרוטונין N-acetyltransferase (AANAT)).
  • שלב 2: N-acetylserotonin הוא מתיל עם S-adenosylmethionine על ידי acetylserotonin O-methyltransferase (העברת קבוצת מתיל).

למלטונין יש השפעה מעודדת שינה ושולט בקצב היום-לילה.

ניאצין

ניאצין הוא מונח קיבוצי למבנים כימיים של חומצה פירידין -3 קרבוקסילית, הכולל חומצה ניקוטינית, החומצה שלה amide ניקוטינאמיד, והקואנזימים הפעילים ביולוגית ניקוטינמיד אדנין דינוקלאוטיד (NAD) וניקוטינמיד אדנין דינוקלאוטיד פוספט (NADP). L- טריפטופן הוא הפרוביטמין (קודמו של ויטמינים) של ניאצין (ויטמין B3). לניאצין תפקיד מכריע באספקת האנרגיה של הגוף והוא מעורב במגוון תהליכים מטבוליים שונים (חלבון / חלבון, ליפיד / שומן, חילוף חומרים בפחמימות) בגוף.