Asid amino tryptophan tidak dapat dihasilkan oleh tubuh manusia dan oleh itu sangat mustahak. Ia adalah asid α-amino proteinogenik [sinonim untuk L-tryptophan: (S) -tryptophan] dengan sistem cincin indole aromatik.
Tubuh manusia memerlukan asid amino ini untuk menghasilkan dua utusan penting:
Sebagai blok bangunan penting, tryptophan masih penting untuk hati metabolisme dan boleh diubah, antara lain, menjadi vitamin niacin dan koenzim nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). |
L-tryptophan
Kerana lipofiliknya yang kuat (mudah larut dalam lemak dan minyak), L-triptofan terikat dengan protein pengangkutan album untuk pengangkutan ke darah-otak penghalang. Setelah dibebaskan dari ikatan ini, triptofan dapat diangkut ke otak. Dekat darah-otak penghalang, bagaimanapun, L-triptofan bersaing dengan lima yang lain asid amino untuk sistem pengangkutan yang sama yang membolehkannya memasuki pusat sistem saraf (CNS). Ini adalah rantaian bercabang asid amino (disingkat BCAA untuk English Branched-Chain Amino Asid) L-valine, L-leucine dan L-isoleucine dan aromatik asid amino L-fenilalanin dan L-tirosin. Untuk mengurangkan tekanan persaingan dan meningkatkan ketersediaan pusat L-triptofan, faktor-faktor yang mempengaruhi berikut berperanan:
- Diet: selepas makan kaya protein, pengambilan cepat bertindak karbohidrat kenaikan insulin tahap. Hasilnya, bersaing dengan amino rantai bercabang asid dimasukkan ke dalam sel otot dan peratusan triptofan di darah dinaikkan. Oleh itu, ini lebih baik dapat melepasi penghalang darah-otak.
- Sukan: sengit ketahanan senaman membawa kepada peningkatan amino rantai bercabang asid diserap ke dalam sel otot di bawah pengaruh insulin. Akibatnya, peratusan triptofan dalam darah juga meningkat. Perkara yang sama berlaku untuk jangka pendek latihan kekuatan.
L-triptofan mempunyai kesan tidak langsung pada tidur melalui pembentukan serotonin dan pada suasana umum melalui antidepresan kesan. Metabolisme triptofan kynurenine Hanya 3% daripada triptofan yang tertelan digunakan untuk sintesis serotonin and melatonin di CNS. Sebahagian besarnya, triptofan penting untuk pembinaan protein, pembentukan vitamin B3 dan koenzim NAD. Metabolisme Tryptophan-kynurenine berperanan dalam proses ini hati, degradasi triptofan bermula dengan pembelahan cincin pirol. Langkah ini dikatalisis (dipercepat) oleh enzim triptofan pirolase (atau triptofan 2,3-dioksigenase) dan N-formylkynurenine terbentuk. Dengan bantuan kynurenine formylase, asid amino aromatik bukan proteinogenik terbentuk. Ini ditukar kepada 3-hydroxykynurenine oleh kynurenine-2-monooxygenase. Pada langkah tindak balas seterusnya, L-alanine dibelah dengan bantuan kynureninase, dan 3-hydroxyanthranilate terbentuk. Kini dioksigenase 3-hidroksi-anthranilat menjadi pemangkin kepada penukaran menjadi acroleyl-β-aminofumarate. Selepas tindak balas selanjutnya, asetil-CoA akhirnya terbentuk. Laluan biosintetik untuk asid nikotinik (niasin, vitamin B3) bercabang setelah pembentukan acroleyl-β-aminofumarate. Selepas pembentukan quinolate, pendahulu NAD + asid nikotinik mononukleotida terbentuk. Tryptophan pyrrolase terletak di hati dan mengatur tahap triptofan plasma. Sekiranya terlalu banyak triptofan terdapat dalam plasma, enzim pengurai triptofan pirolase triptofan (atau triptofan 2,3-dioksigenase) diaktifkan. Gangguan metabolisme triptofan-kynurenine Kekurangan vitamin B6 Sekiranya kekurangan vitamin B6 (khususnya pyridoxal fosfat), aktiviti kynureninase menurun dan kynurenine dan 3-hydroxykynurenine berkumpul. Dalam kes ini, kynurenine secara spontan membentuk asid kynurenic dan 3-hydroxykynurenine membentuk asid xanthurenic. Asid kynurenic menghalang glutamat and dopamin pelepasan di celah sinaptik. Tindak balas imunIndolamine-2,3-dioxygenase (IDO) adalah isoenzim pirolase triptofan yang dinyatakan oleh tisu periferal. Sitokin proflamasi seperti IFN-γ atau TNF-α mengaktifkan isoenzim IDO. Dengan adanya tindak balas imun, triptofan habis oleh IDO, sehingga mengurangkan ketersediaannya, misalnya, dijangkiti virus atau kanser sel. Penipisan triptofan mempunyai kesan sitostatik pada sel (menghalang pertumbuhan sel). Selanjutnya, metabolit (perantaraan) seperti 3-hydroxykynurenine mempunyai kesan sitotoksik (bertindak sebagai toksin sel). Oleh itu, pengaktifan enzim IDO adalah mekanisme pertahanan. Oleh itu, serotonin /melatonin kekurangan dapat diatasi dengan suplemen triptofan. Walau bagaimanapun, penanda keradangan tidak boleh hadir dalam kepekatan tinggi kerana mereka mengaktifkan IDO. StressThe meningkat Kortisol tahap kerana kronik tekanan mengaktifkan enzim pengurai tryptophan pirolase triptofan. Catatan: Kerana kronik tekanan dan sitokin pro-radang, triptofan mungkin terdegradasi. Ini membawa kepada penurunan penukaran L-tryptophan menjadi 5-hydroxytryptophan (5-HTP). 5-HTP adalah pendahulu serotonin.
serotonin
Serotonin adalah salah satu neurotransmitter (zat messenger). Kesannya terutama berkaitan dengan sistem saraf (mood), yang sistem kardiovaskular (vasokonstriksi), dan usus (peristalsis usus ↑). Serotonin dibina dari asid amino L-triptofan dalam tindak balas dua langkah:
- Langkah 1: Perantaraan terbentuk: asid amino bukan proteinogenik 5-hidroksitryptofan (5-HTP) (pemangkin adalah enzim triptofan hidroksilase).
- Langkah ke-2: dekarboksilasi ke serotonin produk akhir (pemangkin adalah enzim aromatik-L-amino asid decarboxylase atau hidroksitryptophan decarboxylase).
vitamin B6 dan B3 dan magnesium terlibat dalam sintesis. Di samping itu, vitamin B3 menghalang aktiviti enzim pengurai triptofan pirolase triptofan dan dengan itu menyokong sintesis triptofan kepada 5-HTP. Tindakan serotonin dimediasi melalui reseptor 5-HT. Bermula dari apa yang disebut inti raphe, yang dilokalisasikan di batang otak, serotonin aktif di semua kawasan otak melalui jalur saraf ini. Mereka mempengaruhi, sebagai contoh, memori prestasi, keadaan fikiran, irama tidur-bangun, dan kesakitan persepsi.
Melatonin
Melatonin adalah hormon yang dihasilkan oleh kelenjar pineal, bahagian dari diencephalon. Melatonin disintesis di otak dari triptofan melalui serotonin perantaraan (lihat di bawah). Ia disintesis hanya pada waktu malam dengan permulaan kegelapan. Pembentukan maksimum dicapai antara 2:00 dan 4:00 pagi, selepas itu turun lagi. Siang yang sampai ke mata menghalang rembesan melatonin. Ini terutama berlaku pada cahaya pagi, yang mempunyai kandungan cahaya biru tertinggi. Sepanjang hari, kandungan cahaya biru terus menurun dan tahap melatonin perlahan-lahan meningkat menjelang malam. Melatonin mendorong tidur nyenyak dan merupakan rangsangan untuk pembebasan hormon pertumbuhan hormon somatotropik (STH) (sinonim: somatotropin). The kepekatan melatonin bergantung pada usia. Bayi mempunyai tahap tertinggi kepekatan. Selepas itu, pengeluaran melatonin menurun secara berterusan. Oleh itu, tempoh tidur rata-rata berkurang dengan usia dan masalah tidur berlaku lebih kerap. Gangguan di somatotropin pengeluaran menyebabkan pramatang somatopause. Somatopause adalah penurunan progresif dalam rembesan STH (hormon somatotropik (STH), hormon pertumbuhan manusia (HGH)) dengan kekurangan STH berturut-turut pada orang dewasa pertengahan usia dan tua. Melatonin disintesis (dihasilkan) di otak dari triptofan melalui serotonin perantaraan dalam dua langkah:
- Langkah 1: Serotonin N-asetilasi dengan asetil-koenzim A, (pemangkin adalah enzim serotonin N-asetiltransferase (AANAT)).
- Langkah 2: N-acetylserotonin dimetilasi dengan S-adenosylmethionine oleh acetylserotonin O-methyltransferase (pemindahan kumpulan metil).
Melatonin mempunyai kesan menggalakkan tidur dan mengawal irama siang-malam.
Niasin
Niacin adalah istilah kolektif untuk struktur kimia asid pyridine-3-carboxylic, yang merangkumi asid nikotinik, asidnya amida nikotinamida, dan koenzim aktif secara biologi nikotinamid adenin dinucleotide (NAD) dan nikotinamide adenine dinucleotide fosfat (NADP). L-triptofan adalah provitamin (pendahulunya vitaminniasin (vitamin B3). Niacin memainkan peranan penting dalam bekalan tenaga badan dan terlibat dalam pelbagai proses metabolik (protein / protein, lipid / lemak, metabolisme karbohidrat) dalam badan.
