Aminohape trüptofaan inimkeha ei saa toota ja on seetõttu hädavajalik. See on proteogeenne α-aminohape [sünonüüm L-trüptofaan: (S) -trüptofaan] aromaatse indoolitsüklisüsteemiga.
Inimese keha vajab seda aminohapet kahe olulise käskjala tootmiseks:
Olulise ehituskivina on trüptofaan on endiselt oluline maks ainevahetus ja seda saab muuhulgas muundada niatsiin-vitamiiniks ja koensüümiks nikotiinamiidadeniindinukleotiidiks (NAD). |
L-trüptofaan
Tugeva lipofiilsuse (rasvades ja õlides kergesti lahustuv) tõttu on L-trüptofaan seotud transpordivalguga albumiin transpordiks Euroopasse veri-aju tõke. Pärast sellest sidumisest vabanemist võib trüptofaani transportida aju. Juures veri-aju barjäär, aga L-trüptofaan konkureerib veel viie inimesega aminohapped sama transpordisüsteemi jaoks, mis võimaldab sellel siseneda kesksesse närvisüsteem (CNS). Need on hargnenud ahelaga aminohapped (lühendatud BCAA inglise hargnenud ahelaga aminohõngule Happed) L-valiin, L-leutsiin ja L-isoleutsiin ja aromaatsed aminohapped L-fenüülalaniin ja L-türosiin. Konkurentsisurve vähendamiseks ja L-trüptofaani keskse kättesaadavuse suurendamiseks mängivad rolli järgmised mõjutegurid:
- Dieet: pärast valgurikast sööki kiire toimega tarbimine süsivesikuid suureneb insuliin tasemed. Selle tulemusena konkureerivad hargnenud ahelaga amino happed viiakse lihasrakkudesse ja trüptofaani protsentuaalne sisaldus veri on suurenenud. Seega võib see eelistatult läbida vere-aju barjäär.
- Sport: intensiivne vastupidavus treening viib hargnenud ahelaga amino suurenemiseni happed imendub lihasrakkudesse insuliin. Selle tulemusel suureneb ka trüptofaani protsent veres. Sama kehtib ka lühikese intensiivsuse kohta harjutamiseks.
L-trüptofaanil on kaudne mõju unele selle moodustumise kaudu serotoniini ja üldise meeleolu kohta antidepressant mõju. Trüptofaani kinureniini metabolism Ainult 3% allaneelatud trüptofaanist kasutatakse serotoniini ja melatoniini kesknärvisüsteemis. Enamasti on trüptofaan oluline valkude loomisel, B3-vitamiini ja koensüümi NAD moodustumisel. Trüptofaan-kinureniini metabolism mängib selles protsessis rolli maks, algab trüptofaani lagunemine pürroolitsükli lõhustamisega. Seda etappi katalüüsib (kiirendab) ensüüm trüptofaanpürrolaas (või trüptofaan-2,3-dioksügenaas) ja moodustub N-formüülkünureniin. Künureniinformülaasi abil moodustub mitteproteogeenne aromaatne aminohape kinureniin. See muundatakse kinureniin-3-monooksügenaasi abil 2-hüdroksükünureniiniks. Järgmises reaktsioonietapis L-alaniini lõhustatakse kynureninaasi abil ja moodustub 3-hüdroksüantranidiaat. Nüüd katalüüsib 3-hüdroksüantranilaat-dioksügenaas muundumist akroleüül-β-aminofumaraadiks. Pärast täiendavaid reaktsioone moodustub lõpuks atsetüül-CoA. Biosünteetiline rada nikotiinhape (niatsiin, vitamiin B3) hargneb pärast akroleüül-β-aminofumaraadi moodustumist. Pärast kinolaadi moodustumist NAD + eelkäija nikotiinhape moodustub mononukleotiid. Trüptofaanpürrolaas asub maks ja reguleerib trüptofaani taset plasmas. Kui plasmas on liiga palju trüptofaani, aktiveeritakse trüptofaani lagundav ensüüm trüptofaanpürrolaas (või trüptofaan-2,3-dioksügenaas). Trüptofaan-kinureniini metabolismi häired B6-vitamiini puudus B6-vitamiini puuduse korral (täpsemalt püridoksaal) fosfaat), kinureninaasi aktiivsus väheneb ning kinureniin ja 3-hüdroksükünureniin kogunevad. Sellisel juhul moodustab kynureniin spontaanselt künureenhappe ja 3-hüdroksükünureniin ksantureenhappe. Künureenhape pärsib glutamaat ja dopamiini vabastamine sünaptiline lõhe. ImmuunvastusIndolamiin-2,3-dioksügenaas (IDO) on trüptofaanpürrolaasi isoensüüm, mida ekspresseerib perifeerne kude. Põletikulised tsütokiinid, näiteks IFN-y või TNF-a, aktiveerivad isoensüümi IDO. Immuunvastuse olemasolul on IDO ammendanud trüptofaani, vähendades seeläbi selle kättesaadavust näiteks viirusnakkusega või vähk rakke. Trüptofaani ammendumisel on rakkudele tsütostaatiline toime (pärsib rakkude kasvu). Lisaks on metaboliitidel (vaheühenditel), näiteks 3-hüdroksükünureniinil, tsütotoksiline toime (toimides rakutoksiinina). Seega on IDO ensüümi aktiveerimine kaitsemehhanism. Vastavalt serotoniin /melatoniini puudulikkust saab ravida trüptofaani lisamisega. Põletikulised markerid ei tohiks siiski esineda suurtes kontsentratsioonides, kuna need aktiveerivad IDO-d. Stress Suurenenud Kortisool tase kroonilise tõttu stress aktiveerib trüptofaani lagundava ensüümi trüptofaanpürrolaasi. Märkus: kroonilise tõttu stress ja põletikuvastased tsütokiinid, võib trüptofaan laguneda. See viib L-trüptofaani vähenenud muundamise 5-hüdroksütrüptofaaniks (5-HTP). 5-HTP on serotoniini eelkäija.
serotoniini
Serotoniin on üks neurotransmitteritest (messenger-ained). Selle mõju on peamiselt seotud närvisüsteem (meeleolu), kardiovaskulaarsüsteem (vasokonstriktsioon) ja soolestik (soole peristaltika ↑). Serotoniin on ehitatud aminohappest L-trüptofaanist kaheastmelises reaktsioonis:
- 1. etapp: moodustub vaheühend: mitteproteogeenne aminohape 5-hüdroksütrüptofaan (5-HTP) (katalüsaator on ensüüm trüptofaanhüdroksülaas).
- 2. etapp: dekarboksüülimine serotoniini lõppsaaduseks (katalüsaator on ensüüm aromaatne-L-aminohappe dekarboksülaas või hüdroksütrüptofaandekarboksülaas).
Vitamiinid B6 ja B3 ja magneesium osalevad sünteesis. Lisaks pärsib B3-vitamiin trüptofaani lagundava ensüümi trüptofaanpürrolaasi aktiivsust ja toetab seega trüptofaani sünteesi 5-HTP-ks. Serotoniini toimet vahendatakse 5-HT retseptorite kaudu. Alustades nn raphe tuumadest, mis paiknevad ajutüves, on serotoniin nende närviradade kaudu aktiivne kõigis aju piirkondades. Need mõjutavad näiteks mälu jõudlus, meeleseisund, une-ärkveloleku rütm ja valu taju.
Melatoniin
Melatoniin on hormoon, mida toodab käbinääre, mis on osa dieentsefaloonist. Melatoniin sünteesitakse ajus trüptofaanist serotoniini vaheühendi kaudu (vt allpool). See sünteesitakse ainult pimeduse saabudes öösel. Maksimaalne moodustumine saavutatakse ajavahemikul 2:00 kuni 4:00, misjärel see langeb uuesti. Silma jõudev päevavalgus pärsib melatoniini sekretsiooni. See kehtib eriti hommikuvalguse kohta, kus on kõige rohkem sinist valgust. Päeva jooksul väheneb sinise valguse sisaldus pidevalt ja melatoniini tase koguneb õhtu poole aeglaselt. Melatoniin kutsub esile sügava une ja on stiimuliks kasvuhormooni somatotroopse hormooni (STH) vabanemiseks (sünonüüm: somatotropiini). kontsentratsioon melatoniini vanusest sõltuv. Imikutel on kõige rohkem kontsentratsioon. Pärast seda väheneb melatoniini tootmine pidevalt. Seetõttu väheneb keskmine une kestus vanusega ja uneprobleeme tuleb ette sagedamini. Häired piirkonnas somatotropiini tootmine enneaegset somatopaus. Somatopaus on keskealiste ja vanemate täiskasvanute STH sekretsiooni (somatotroopse hormooni (STH), inimese kasvuhormooni (HGH)) järkjärguline langus koos järjestikuse STH puudulikkusega. Melatoniin sünteesitakse (toodetakse) ajus trüptofaanist serotoniini vaheühendi kaudu kahes etapis:
- 1. etapp: serotoniin N-atsetüülitakse atsetüül-koensüüm A-ga (katalüsaator on ensüüm serotoniini N-atsetüültransferaas (AANAT)).
- Etapp 2: N-atsetüülserotoniin metüülitakse S-adenosüülmetioniiniga atsetüülserotoniini O-metüültransferaasi abil (metüülrühma ülekandmine).
Melatoniinil on und soodustav toime ja see kontrollib päeva-öö rütmi.
Niatsiin
Niatsiin on püridiin-3-karboksüülhappe keemiliste struktuuride koondnimetus, mis hõlmab järgmist: nikotiinhape, selle hape amiid nikotiinamiid ja bioloogiliselt aktiivsed koensüümid nikotiinamiidadeniindinukleotiid (NAD) ja nikotiinamiidadeniindinukleotiid fosfaat (NADP). L-trüptofaan on provitamiin (amfetamiini prekursor) vitamiinid) niatsiini (vitamiin B3). Niatsiin mängib keha energiavarustuses otsustavat rolli ja osaleb kehas mitmesugustes erinevates ainevahetusprotsessides (valk / valk, lipiidid / rasvad, süsivesikute metabolism).
