El aminoacido triptófano no puede ser producido por el cuerpo humano y por lo tanto es esencial. Es un α-aminoácido proteinogénico [sinónimo de L-triptófano: (S) -triptófano] con un sistema de anillo de indol aromático.
El cuerpo humano necesita este aminoácido para producir dos mensajeros importantes:
Como componente importante, triptófano sigue siendo importante para hígado metabolismo y puede convertirse, entre otras cosas, en la vitamina niacina y la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD). |
L-triptófano
Debido a su fuerte lipofilia (fácilmente soluble en grasas y aceites), el L-triptófano se une a la proteína de transporte. albúmina para el transporte a la sangre–cerebro barrera. Después de ser liberado de esta unión, el triptófano puede transportarse al cerebro. En el sangre–cerebro barrera, sin embargo, el L-triptófano compite con otros cinco aminoácidos para el mismo sistema de transporte que le permite ingresar a la central sistema nervioso (SNC). Estos son los de cadena ramificada aminoácidos (abreviado BCAA para English Branched-Chain Amino ácidos) L-valina, L-leucina y L-isoleucina y la aromática aminoácidos L-fenilalanina y L-tirosina. Para reducir la presión competitiva y aumentar la disponibilidad central de L-triptófano, los siguientes factores influyentes juegan un papel importante:
- Dieta: después de una comida rica en proteínas, la ingesta de hidratos de carbono aumentos insulina niveles. Como resultado, la competencia de amino de cadena ramificada ácidos son transportados a las células musculares y el porcentaje de triptófano en el sangre está incrementado. Por lo tanto, esto puede pasar preferentemente barrera hematoencefálica.
- Deportes: intenso resistencia, el ejercicio conduce a un aumento de aminoácidos de cadena ramificada ácidos ser absorbido por las células musculares bajo la influencia de insulina. Como resultado, el porcentaje de triptófano en la sangre también aumenta. Lo mismo se aplica a una corta e intensa entrenamiento de fuerza.
El L-triptófano tiene un efecto indirecto sobre el sueño a través de la formación de serotonina y sobre el estado de ánimo general a través del antidepresivo efecto. Metabolismo del triptófano quinurenina Solo el 3% del triptófano ingerido se utiliza para la síntesis de serotonina y melatonina en el SNC. En su mayor parte, el triptófano es importante para la formación de proteínas, la formación de vitamina B3 y la coenzima NAD. El metabolismo de triptófano-quinurenina juega un papel en este proceso. hígado, la degradación del triptófano comienza con la escisión del anillo pirrol. Este paso es catalizado (acelerado) por la enzima triptófano pirrolasa (o triptófano 2,3-dioxigenasa) y se forma N-formilquinurenina. Con la ayuda de quinurenina formilasa, se forma el aminoácido aromático no proteinogénico quinurenina. Esta se convierte en 3-hidroxiquinurenina por la quinurenina-2-monooxigenasa. En el siguiente paso de reacción, L-alanina se escinde con la ayuda de quinureninasa y se forma 3-hidroxiantranilato. Ahora, la 3-hidroxi-antranilato dioxigenasa cataliza la conversión en acroleil-β-aminofumarato. Después de reacciones adicionales, finalmente se forma acetil-CoA. La vía biosintética para ácido nicotínico (niacina, vitamina B3) se ramifica después de la formación de acroleil-β-aminofumarato. Después de la formación del quinolato, el precursor de NAD + ácido nicotínico se forma el mononucleótido. La pirrollasa de triptófano se encuentra en el hígado y regula los niveles plasmáticos de triptófano. Si hay demasiado triptófano presente en el plasma, se activa la enzima que degrada triptófano triptófano pirrolasa (o triptófano 2,3-dioxigenasa). Trastornos del metabolismo triptófano-quinurenina Deficiencia de vitamina B6 En el caso de deficiencia de vitamina B6 (específicamente piridoxal fosfato), la actividad de la quinureninasa disminuye y se acumulan quinurenina y 3-hidroxiquinurenina. En este caso, la quinurenina forma espontáneamente ácido quinurénico y la 3-hidroxiquinurenina forma ácido xanturénico. El ácido quinurénico inhibe glutamato y dopamina liberación en el hendidura sináptica. Respuesta inmune La endolamina-2,3-dioxigenasa (IDO) es una isoenzima de la triptófano pirrolasa expresada por el tejido periférico. Las citocinas proinflamatorias como IFN-γ o TNF-α activan la isoenzima IDO. En presencia de una respuesta inmune, el triptófano es agotado por IDO, reduciendo así su disponibilidad, por ejemplo, para virus infectados o células cancerosas células. El agotamiento del triptófano tiene un efecto citostático sobre las células (inhibe el crecimiento celular). Además, los metabolitos (intermedios) como la 3-hidroxiquinurenina tienen un efecto citotóxico (actuando como una toxina celular). La activación de la enzima IDO es, por tanto, un mecanismo de defensa. En consecuencia, la serotonina /melatonina la deficiencia se puede tratar con suplementos de triptófano. Sin embargo, los marcadores inflamatorios no deben estar presentes en altas concentraciones ya que activan IDO. cortisol nivel debido a crónico estrés activa la enzima triptófano pirrolasa que degrada el triptófano. Nota: debido a crónicas estrés y citocinas proinflamatorias, el triptófano puede degradarse. Esto conduce a una menor conversión de L-triptófano en 5-hidroxitriptófano (5-HTP). El 5-HTP es un precursor de la serotonina.
La serotonina
La serotonina es uno de los neurotransmisores (sustancias mensajeras). Sus efectos están relacionados principalmente con la sistema nervioso (estado de ánimo), el sistema cardiovascular (vasoconstricción) y el intestino (peristaltismo intestinal ↑). La serotonina se crea a partir del aminoácido L-triptófano en una reacción de dos pasos:
- Paso 1: Se forma el intermedio: el aminoácido no proteinogénico 5-hidroxitriptófano (5-HTP) (el catalizador es la enzima triptófano hidroxilasa).
- 2º paso: descarboxilación al producto final serotonina (el catalizador es la enzima aromática-L-aminoácido descarboxilasa o hidroxitriptófano descarboxilasa).
Vitaminas B6 y B3 y magnesio están involucrados en la síntesis. Además, la vitamina B3 inhibe la actividad de la enzima triptófano pirrolasa que degrada el triptófano y, por lo tanto, apoya la síntesis de triptófano en 5-HTP. La acción de la serotonina está mediada por los receptores 5-HT. A partir de los llamados núcleos del rafe, que se localizan en el tronco del encéfalo, la serotonina está activa en todas las regiones del cerebro a través de estas vías nerviosas. Influyen, por ejemplo, memoria rendimiento, estado de ánimo, ritmo de sueño-vigilia y dolor percepción.
La melatonina
La melatonina es una hormona producida por la glándula pineal, que forma parte del diencéfalo. La melatonina se sintetiza en el cerebro a partir del triptófano a través de la serotonina intermedia (ver más abajo). Se sintetiza solo por la noche con inicio de oscuridad. La formación máxima se alcanza entre las 2:00 y las 4:00 am, después de lo cual vuelve a caer. La luz del día que llega al ojo inhibe la secreción de melatonina. Esto es especialmente cierto para la luz de la mañana, que tiene el mayor contenido de luz azul. Durante el transcurso del día, el contenido de luz azul disminuye continuamente y el nivel de melatonina se acumula lentamente hacia la noche. La melatonina induce el sueño profundo y es un estímulo para la liberación de la hormona del crecimiento hormona somatotrópica (STH) (sinónimo: somatotropina). La concentración de la melatonina depende de la edad. Los bebés tienen la mayor concentración. Después de eso, la producción de melatonina disminuye continuamente. Por lo tanto, la duración promedio del sueño disminuye con la edad y los problemas de sueño ocurren con mayor frecuencia. Disturbios en somatotropina producción inducir prematuro somatopausia. Somatopausia es la disminución progresiva de la secreción de STH (hormona somatotrópica (STH), hormona del crecimiento humano (HGH)) con deficiencia consecutiva de STH en adultos de mediana edad y ancianos. La melatonina se sintetiza (produce) en el cerebro a partir del triptófano a través de la serotonina intermedia en dos pasos:
- Paso 1: La serotonina se N-acetila con acetil-coenzima A (el catalizador es la enzima serotonina N-acetiltransferasa (AANAT)).
- Paso 2: N-acetilserotonina se metila con S-adenosilmetionina mediante acetilserotonina O-metiltransferasa (transferencia de un grupo metilo).
La melatonina tiene un efecto estimulante del sueño y controla el ritmo día-noche.
Niacina
La niacina es un término colectivo para las estructuras químicas del ácido piridin-3-carboxílico, que incluye ácido nicotínico, es ácido amida nicotinamida y las coenzimas biológicamente activas nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP). El L-triptófano es la provitamina (precursora de vitaminas) de niacina (vitamina B3). La niacina juega un papel crucial en el suministro de energía del cuerpo y está involucrada en una variedad de diferentes procesos metabólicos (proteína / proteína, lípido / grasa, metabolismo de carbohidratos) en el cuerpo.
