الحمض الأميني التربتوفان لا يمكن أن ينتجها جسم الإنسان وبالتالي فهو ضروري. وهو حمض ألفا أميني بروتيني [مرادف لـ L-التربتوفان: (S) -تريبتوفان] بنظام حلقة إندول عطرية.
يحتاج جسم الإنسان إلى هذا الحمض الأميني لإنتاج رسولين مهمين:
باعتبارها لبنة مهمة ، التربتوفان لا يزال مهمًا لـ كبد الأيض ويمكن تحويله ، من بين أشياء أخرى ، إلى فيتامين النياسين وأنزيم نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD). |
L-التربتوفان
بسبب قابليته العالية للدهون (قابل للذوبان في الدهون والزيوت بسهولة) ، يرتبط L-tryptophan ببروتين النقل الزلال للنقل إلى دم-الدماغ حاجز. بعد التحرر من هذا الربط ، يمكن نقل التربتوفان إلى ملف الدماغ، في دم-الدماغ ومع ذلك ، يتنافس L-tryptophan مع خمسة آخرين الأحماض الأمينية لنفس نظام النقل الذي يسمح لها بالدخول إلى الوسط الجهاز العصبي (الجهاز العصبي المركزي). هذه هي السلسلة المتفرعة الأحماض الأمينية (مختصر BCAA لأمينو متفرعة السلسلة الإنجليزية الأحماض) L- فالين ، L-يسين و L-isoleucine والعطر الأحماض الأمينية L- فينيل ألانين و L- تيروزين. لتقليل الضغط التنافسي وزيادة التوافر المركزي لـ L-tryptophan ، تلعب العوامل المؤثرة التالية دورًا:
- نظام خاص للتغذية: بعد تناول وجبة غنية بالبروتين ، تناول سريع المفعول الكربوهيدرات الزيادات الانسولين المستويات. نتيجة لذلك ، تتنافس متفرعة السلسلة amino الأحماض يتم نقلها إلى خلايا العضلات ونسبة التربتوفان في دم قد ارتفع. وبالتالي ، يمكن أن يمر هذا بشكل تفضيلي حاجز الدم في الدماغ.
- الرياضة: مكثفة القدرة على التحمل يؤدي التمرين إلى زيادة الأحماض الأمينية ذات السلسلة المتفرعة الأحماض يتم امتصاصه في خلايا العضلات تحت تأثير الانسولين. نتيجة لذلك ، تزداد أيضًا نسبة التربتوفان في الدم. الأمر نفسه ينطبق على قصير مكثف قوة التدريب.
ل تريبتوفان تأثير غير مباشر على النوم عن طريق تكوين السيروتونين وعلى المزاج العام عبر المضادة للاكتئاب تأثير. استقلاب التربتوفان كينورينين يستخدم 3٪ فقط من التربتوفان المبتلع في تخليق مادة التربتوفان كينورينين. السيروتونين و الميلاتونين في الجهاز العصبي المركزي. بالنسبة للجزء الأكبر ، يعتبر التربتوفان مهمًا لبناء البروتين ، وتشكيل فيتامين ب 3 والإنزيم المساعد NAD. يلعب استقلاب التربتوفان-كينورينين دورًا في هذه العملية كبديبدأ تدهور التربتوفان بانقسام حلقة البيرول. يتم تحفيز (تسريع) هذه الخطوة بواسطة إنزيم التربتوفان بيرولاز (أو التربتوفان 2,3،3-ديوكسجيناز) ويتم تكوين N-formylkynurenine. بمساعدة فورميلاز كينورينين ، يتم تكوين كينورينين الأحماض الأمينية العطرية غير البروتينية. يتم تحويل هذا إلى 2-hydroxykynurenine بواسطة kynurenine-XNUMX-monooxygenase. في خطوة التفاعل التالية ، L-ألانين يتم شق بمساعدة kynureninase ، ويتم تشكيل 3-hydroxyanthranilate. الآن يحفز ثنائي أوكسجيناز 3-هيدروكسي-أنثرانيلات التحويل إلى أكروليل- β-أمينوفومارات. بعد تفاعلات أخرى ، يتم تشكيل أسيتيل CoA أخيرًا. مسار التخليق الحيوي ل حمض النيكيتون (النياسين ، فيتامين ب 3) تتفرع بعد تكوين أكروليل- β- أمينوفومارات. بعد تكوين الكينولات ، السلائف NAD + حمض النيكيتون يتكون أحادي النوكليوتيد. يقع التربتوفان بيرولاز في كبد وينظم مستويات التربتوفان في البلازما. في حالة وجود الكثير من التربتوفان في البلازما ، يتم تنشيط إنزيم التربتوفان بيرولاز المهين للتربتوفان (أو التربتوفان 2,3 ، 6 ديوكسيجيناز). اضطرابات استقلاب التربتوفان-كينورينين ، نقص فيتامين ب 6 ، في حالة نقص فيتامين ب XNUMX (خاصة البيريدوكسال). فوسفات) ، ينخفض نشاط kynureninase ويتراكم kynurenine و 3-hydroxykynurenine. في هذه الحالة ، يشكل الكينورينين تلقائيًا حمض كينورينيك و 3-هيدروكسي كينورينين يشكل حمض الزانورينيك. يثبط حمض كينورينيك الغلوتامات و الدوبامين الافراج في شق متشابك. الاستجابة المناعية: إندولامين -2,3 ، XNUMX-ديوكسيجيناز (IDO) هو أنزيم متماثل من بيرولاز التربتوفان المعبر عنه بواسطة الأنسجة المحيطية. تعمل السيتوكينات المسببة للالتهابات مثل IFN-γ أو TNF-α على تنشيط إنزيم isoenzyme IDO. في حالة وجود استجابة مناعية ، يتم استنفاد التربتوفان بواسطة IDO ، مما يقلل من توافره ، على سبيل المثال ، المصابين بالفيروس أو سرطان الخلايا. استنفاد التربتوفان له تأثير تثبيط الخلايا (يمنع نمو الخلايا). علاوة على ذلك ، فإن المستقلبات (المواد الوسيطة) مثل 3-هيدروكسي كينورينين لها تأثير سام للخلايا (تعمل كسم للخلايا). لذلك فإن تنشيط إنزيم IDO هو آلية دفاعية. تبعا لذلك ، السيروتونين /الميلاتونين يمكن علاج النقص عن طريق مكملات التربتوفان. ومع ذلك ، لا ينبغي أن تكون علامات الالتهاب موجودة بتركيزات عالية لأنها تنشط IDO الكورتيزول المستوى بسبب المزمن إجهاد ينشط إنزيم التربتوفان بيرولاز المهين للتربتوفان. ملحوظة: بسبب المزمن إجهاد والسيتوكينات المؤيدة للالتهابات ، قد يتحلل التربتوفان. هذا يؤدي إلى انخفاض تحويل L-tryptophan إلى 5-hydroxytryptophan (5-HTP). 5-HTP هو مقدمة من السيروتونين.
السيروتونين
السيروتونين هو أحد الناقلات العصبية (مواد مرسال). ترتبط آثاره بشكل أساسي بـ الجهاز العصبي (المزاج) ، و نظام القلب والأوعية الدموية (تضيق الأوعية) ، والأمعاء (التمعج المعوي ↑). يتكون السيروتونين من الحمض الأميني L-tryptophan في تفاعل من خطوتين:
- الخطوة 1: يتكون الوسيط: الحمض الأميني غير البروتيني المنشأ 5-هيدروكسي تريبتوفان (5-HTP) (المحفز هو إنزيم التربتوفان هيدروكسيلاز).
- الخطوة الثانية: نزع الكربوكسيل إلى المنتج النهائي السيروتونين (المحفز هو إنزيم ديكاربوكسيلاز حمض الأروماتك- L- أميني أو هيدروكسي تريبتوفان ديكاربوكسيلاز).
الفيتامينات B6 و B3 و المغنيسيوم يشاركون في التوليف. بالإضافة إلى ذلك ، يمنع فيتامين ب 3 نشاط إنزيم التربتوفان بيرولاز المهين للتربتوفان وبالتالي يدعم تخليق التربتوفان إلى 5-HTP. يتم توسط عمل السيروتونين عبر مستقبلات 5-HT. بدءًا من ما يسمى نوى raphe ، والمترجمة في جذع الدماغ ، ينشط السيروتونين في جميع مناطق الدماغ عبر هذه المسارات العصبية. يؤثرون ، على سبيل المثال ، ذاكرة الأداء ، والحالة الذهنية ، وإيقاع النوم والاستيقاظ ، و الم التصور.
الميلاتونين
الميلاتونين هو هرمون تفرزه الغدة الصنوبرية ، وهي جزء من الدماغ البيني. يتم تصنيع الميلاتونين في الدماغ من التربتوفان عبر السيروتونين الوسيط (انظر أدناه). يتم تصنيعه فقط في الليل مع ظهور الظلام. يتم الوصول إلى الحد الأقصى من التكوين بين الساعة 2:00 و 4:00 صباحًا ، وبعد ذلك ينخفض مرة أخرى. وصول ضوء النهار إلى العين يمنع إفراز الميلاتونين. هذا ينطبق بشكل خاص على ضوء الصباح ، الذي يحتوي على أعلى محتوى للضوء الأزرق. خلال النهار ، ينخفض محتوى الضوء الأزرق باستمرار ويتراكم مستوى الميلاتونين ببطء في المساء. يحفز الميلاتونين على النوم العميق وهو محفز لإفراز هرمون النمو (STH) (مرادف: الموجهة الجسدية). ال من التركيز من الميلاتونين يعتمد على العمر. الرضع لديهم أعلى من التركيز. بعد ذلك ، يتناقص إنتاج الميلاتونين بشكل مستمر. لذلك ، ينخفض متوسط مدة النوم مع تقدم العمر وتحدث مشاكل النوم بشكل متكرر. الاضطرابات في الموجهة الجسدية حث الإنتاج من السابق لأوانه الجسد. سوماتوبوز هو الانخفاض التدريجي في إفراز STH (الهرمون الموجه للجسد (STH) ، وهرمون النمو البشري (HGH)) مع نقص متتالي في STH عند البالغين في منتصف العمر وكبار السن. يتم تصنيع (إنتاج) الميلاتونين في الدماغ من التربتوفان عبر السيروتونين الوسيط في خطوتين:
- الخطوة 1: السيروتونين هو N-acetylated مع acetyl-coenzyme A ، (المحفز هو إنزيم السيروتونين N-acetyltransferase (AANAT)).
- الخطوة 2: تتم ميثلة N-acetylserotonin باستخدام S-adenosylmethionine بواسطة acetylserotonin O-methyltransferase (نقل مجموعة الميثيل).
الميلاتونين له تأثير يعزز النوم ويتحكم في إيقاع الليل والنهار.
النياسين
النياسين مصطلح جماعي للتركيبات الكيميائية لحمض بيريدين -3 كربوكسيل ، والذي يتضمن حمض النيكيتون، حامضه الأميد نيكوتيناميد ، والأنزيمات المساعدة النشطة بيولوجيا نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD) والنيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات (NADP). L-tryptophan هو البروفيتامين (سلف الفيتامينات) النياسين (فيتامين ب 3). يلعب النياسين دورًا مهمًا في إمداد الجسم بالطاقة ويشارك في مجموعة متنوعة من عمليات التمثيل الغذائي المختلفة (البروتين / البروتين ، الدهون / الدهون ، التمثيل الغذائي للكربوهيدرات) في الجسم.
