Axit amin tryptophan không thể được sản xuất bởi cơ thể con người và do đó rất cần thiết. Nó là một α-amino axit tạo protein [từ đồng nghĩa với L-tryptophan: (S) -tryptophan] với hệ thống vòng indol thơm.
Cơ thể con người cần axit amin này để tạo ra hai sứ giả quan trọng:
Là một khối xây dựng quan trọng, tryptophan vẫn quan trọng đối với gan trao đổi chất và có thể được chuyển đổi, trong số những thứ khác, thành vitamin niacin và coenzyme nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). |
L-tryptophan
Do tính chất ưa béo mạnh (dễ hòa tan trong chất béo và dầu), L-tryptophan liên kết với protein vận chuyển albumin để vận chuyển đến máu–não rào chắn. Sau khi được giải phóng khỏi liên kết này, tryptophan có thể được vận chuyển đến não. Tại máu–não rào cản, tuy nhiên, L-tryptophan cạnh tranh với năm amino axit cho cùng một hệ thống giao thông cho phép nó đi vào trung tâm hệ thần kinh (CNS). Đây là chuỗi phân nhánh amino axit (viết tắt BCAA cho chuỗi Amino tiếng Anh Axit) L-valin, L-leucine và L-isoleucine và chất thơm amino axit L-phenylalanin và L-tyrosin. Để giảm áp lực cạnh tranh và tăng sự sẵn có của L-tryptophan ở trung tâm, các yếu tố ảnh hưởng sau đóng vai trò:
- Chế độ ăn uống: sau một bữa ăn giàu protein, việc nạp vào cơ thể có tác dụng nhanh carbohydrates tăng insulin các cấp độ. Kết quả là, chuỗi amin phân nhánh cạnh tranh axit được chuyển thành tế bào cơ và tỷ lệ tryptophan trong máu được tăng lên. Do đó, điều này có thể ưu tiên vượt qua nghẽn mạch máu não.
- Thể thao: cường độ cao độ bền tập thể dục dẫn đến tăng chuỗi amin phân nhánh axit được hấp thụ vào các tế bào cơ dưới ảnh hưởng của insulin. Kết quả là, tỷ lệ tryptophan trong máu cũng tăng lên. Điều tương tự cũng áp dụng cho cường độ ngắn sức mạnh đào tạo.
L-tryptophan có ảnh hưởng gián tiếp đến giấc ngủ thông qua việc hình thành serotonin và về tâm trạng chung thông qua thuốc chống trầm cảm hiệu ứng. Chuyển hóa tryptophan kynurenine Chỉ 3% tryptophan ăn vào được sử dụng để tổng hợp serotonin và melatonin trong CNS. Phần lớn, tryptophan đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng protein, hình thành vitamin B3 và coenzyme NAD. Chuyển hóa tryptophan-kynurenine đóng một vai trò trong quá trình này. gan, sự phân hủy tryptophan bắt đầu với sự phân cắt của vòng pyrrole. Bước này được xúc tác (tăng tốc) bởi enzyme tryptophan pyrrolase (hoặc tryptophan 2,3-dioxygenase) và N-formylkynurenine được hình thành. Với sự trợ giúp của kynurenine formylase, axit amin thơm kynurenine không gây protein được hình thành. Chất này được chuyển thành 3-hydroxykynurenine bởi kynurenine-2-monooxygenase. Trong bước phản ứng tiếp theo, L-alanin được phân cắt với sự trợ giúp của kynureninase, và 3-hydroxyanthranilate được hình thành. Bây giờ, 3-hydroxy-anthranilate dioxygenase xúc tác quá trình chuyển đổi thành acroleyl-β-aminofumarate. Sau các phản ứng tiếp theo, acetyl-CoA cuối cùng được hình thành. Con đường sinh tổng hợp cho axit nicotinic (niacin, vitamin B3) phân nhánh sau khi hình thành acroleyl-β-aminofumarate. Sau khi hình thành quinolat, tiền chất NAD + axit nicotinic mononucleotide được hình thành. Tryptophan pyrrolase nằm trong gan và điều chỉnh nồng độ tryptophan trong huyết tương. Nếu có quá nhiều tryptophan trong huyết tương, enzym phân hủy tryptophan là tryptophan pyrrolase (hoặc tryptophan 2,3-dioxygenase) sẽ được kích hoạt. Rối loạn chuyển hóa tryptophan-kynurenine Thiếu vitamin B6 Trong trường hợp thiếu vitamin B6 (cụ thể là pyridoxal phốt phát), hoạt động của kynureninase giảm và kynurenine và 3-hydroxykynurenine tích tụ. Trong trường hợp này, kynurenine tự phát tạo thành axit kynurenic và 3-hydroxykynurenine tạo thành axit xanthurenic. Axit Kynurenic ức chế glutamate và dopamine phát hành trong khe hở tiếp hợp. Đáp ứng miễn dịch :ndolamine-2,3-dioxygenase (IDO) là một isoenzyme của tryptophan pyrrolase được biểu hiện bởi mô ngoại vi. Các cytokine tiền viêm như IFN-γ hoặc TNF-α kích hoạt isoenzyme IDO. Khi có phản ứng miễn dịch, tryptophan bị cạn kiệt bởi IDO, do đó làm giảm khả năng cung cấp của nó, ví dụ, bị nhiễm vi rút hoặc ung thư tế bào. Sự suy giảm tryptophan có tác dụng kìm tế bào (ức chế sự phát triển của tế bào). Hơn nữa, các chất chuyển hóa (chất trung gian) như 3-hydroxykynurenine có tác dụng gây độc tế bào (hoạt động như một chất độc tế bào). Do đó, sự hoạt hóa của enzyme IDO là một cơ chế bảo vệ. Theo đó, serotonin /melatonin thiếu hụt có thể được điều trị bằng cách bổ sung tryptophan. Tuy nhiên, các dấu hiệu viêm không nên có ở nồng độ cao vì chúng kích hoạt IDO. cortisol mức độ do mãn tính căng thẳng kích hoạt men phân giải tryptophan là tryptophan pyrrolase. Lưu ý: Do mãn tính căng thẳng và các cytokine tiền viêm, tryptophan có thể bị phân huỷ. Điều này dẫn đến giảm chuyển đổi L-tryptophan thành 5-hydroxytryptophan (5-HTP). 5-HTP là tiền chất của serotonin.
Serotonin
Serotonin là một trong những chất dẫn truyền thần kinh (chất truyền tin). Ảnh hưởng của nó chủ yếu liên quan đến hệ thần kinh (tâm trạng), hệ tim mạch (co mạch), và ruột (nhu động ruột ↑). Serotonin được xây dựng từ axit amin L-tryptophan trong một phản ứng hai bước:
- Bước 1: Chất trung gian được hình thành: axit amin không proteinogenic 5-hydroxytryptophan (5-HTP) (xúc tác là enzyme tryptophan hydroxylase).
- Bước 2: khử cacboxyl hóa đến sản phẩm cuối cùng là serotonin (xúc tác là enzym thơm-L-axit amin decarboxylase hoặc hydroxytryptophan decarboxylase).
Vitamin B6 và B3 và magiê tham gia vào quá trình tổng hợp. Ngoài ra, vitamin B3 ức chế hoạt động của men phân giải tryptophan là tryptophan pyrrolase và do đó hỗ trợ tổng hợp tryptophan thành 5-HTP. Hoạt động của serotonin được trung gian thông qua các thụ thể 5-HT. Bắt đầu từ cái gọi là nhân raphe, khu trú trong thân não, serotonin hoạt động trong tất cả các vùng của não thông qua các con đường thần kinh này. Ví dụ, chúng ảnh hưởng đến trí nhớ hiệu suất, trạng thái của tâm trí, nhịp điệu ngủ-thức và đau nhận thức.
Melatonin
Melatonin là một loại hormone được sản xuất bởi tuyến tùng, một phần của màng não. Melatonin được tổng hợp trong não từ tryptophan thông qua serotonin trung gian (xem bên dưới). Nó chỉ được tổng hợp vào ban đêm khi bóng tối bắt đầu. Đội hình tối đa đạt được trong khoảng từ 2:00 đến 4:00 sáng, sau đó nó lại giảm xuống. Ánh sáng ban ngày chiếu vào mắt sẽ ức chế bài tiết melatonin. Điều này đặc biệt đúng với ánh sáng ban mai, nơi có hàm lượng ánh sáng xanh cao nhất. Trong suốt cả ngày, hàm lượng ánh sáng xanh liên tục giảm và mức melatonin từ từ tăng lên vào buổi tối. Melatonin gây ra giấc ngủ sâu và là một kích thích để giải phóng hormone somatotropic hormone tăng trưởng (STH) (từ đồng nghĩa: somatotropin). Các tập trung của melatonin phụ thuộc vào độ tuổi. Trẻ sơ sinh có cao nhất tập trung. Sau đó, sản xuất melatonin giảm liên tục. Do đó, thời lượng ngủ trung bình giảm dần theo tuổi tác và các vấn đề về giấc ngủ xảy ra thường xuyên hơn. Những xáo trộn trong somatotropin sản xuất sớm tạm biệt. tạm dừng thể xác là sự suy giảm tiến triển trong bài tiết STH (somatotropic hormone (STH), hormone tăng trưởng ở người (HGH)) với sự thiếu hụt STH liên tiếp ở người trung niên và người lớn tuổi. Melatonin được tổng hợp (sản xuất) trong não từ tryptophan qua serotonin trung gian theo hai bước:
- Bước 1: Serotonin được N-acetyl hóa với acetyl-coenzyme A, (chất xúc tác là enzyme serotonin N-acetyltransferase (AANAT)).
- Bước 2: N-acetylserotonin được methyl hóa với S-adenosylmethionine bởi acetylserotonin O-methyltransferase (chuyển một nhóm methyl).
Melatonin có tác dụng thúc đẩy giấc ngủ và kiểm soát nhịp điệu ngày đêm.
Niacin
Niacin là một thuật ngữ chung cho các cấu trúc hóa học của axit pyridine-3-cacboxylic, bao gồm axit nicotinic, axit của nó amit nicotinamide, và các coenzyme hoạt tính sinh học nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) và nicotinamide adenine dinucleotide phốt phát (NADP). L-tryptophan là tiền sinh tố (tiền chất của vitamin) của niacin (vitamin B3). Niacin đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho cơ thể và tham gia vào một loạt các quá trình trao đổi chất khác nhau (protein / protein, lipid / chất béo, chuyển hóa carbohydrate) trong cơ thể.
