В каких биологических процессах триптофан играет важную роль? Каким образом триптофан регулирует функции ферментов и активность нейромедиаторов? Каким образом триптофан, серотонин и мелатонин связаны друг с другом? К чему приводит дефицит триптофана? Что включает в себя путь кинуренина? С какими психическими расстройствами связан путь кинуренина? Почему дефицит триптофана имеет место при зависимости от алкоголя и кокаина?
Для пациента и его родственников
Триптофан - незаменимая аминокислота, которая играет жизненно важную роль в нескольких важнейших биологических процессах, включая рост ребенка, развитии мышц, регуляцию настроения и поведения. Триптофан можно получить только с пищей, а диета с низким уровнем триптофана ассоциированы с недоеданием. Кратковременное и длительное злоупотребление алкоголем и связанный с ним похмельный синдром тесно связаны с метаболизмом/распределением триптофана. Серотонин можно считать основным метаболитом триптофана, связанным с нарушениями психики у пациентов, воздерживающихся от кокаина, при наличии зависимости от этого наркотика. В середине 80-х годов ХХ века было подтверждено, что серотонин обладает способностью контролировать склонность к употреблению алкоголя.
Для врача
Триптофан - предшественник метаболитов серотонина, мелатонина и кинуренина и поэтому тем влияет на функции ферментов и регулирует активность нейротрансмиттеров. Большая часть ежедневно потребляемого триптофана окисляется по кинурениновому пути, тогда как остальная часть распадается по серотониновым путям (Engin A., et.al., 2015). Мозг млекопитающих содержит от наномолярных до низких микромолярных концентраций метаболитов кинуренинового пути. Острый стресс вызывает увеличение метаболизма триптофана в кинуренин в мозге (Dostal C., et.al., 2017). Различные исследования доказали, что активность лимитирующего фермента деградации триптофана (печеночной триптофанапирролазы) существенно возрастает при злоупотреблении алкоголем. Это вызывает значительные изменения в процессе синтеза серотонина и соответствующей доступности триптофана для мозга.
Для исследователя
Триптофан метаболизируется в серотонин и мелатонин путем образования 5-гидрокситриптофана, который включает периферическую триптофангидроксилазу 1 человека (hpTrpH1) или нервную триптофангидроксилазу человека 2 (hnTrpH2), в зависимости от того, происходит ли метаболизм в периферических энтерохроматических клетках или в нервных клетках центральной нервной системы. Затем 5-гидрокситриптофан метаболизируется в серотонин и, далее, в мелатонин под действием различных ферментов. Путь кинуренина включает либо выработку кинуреновой кислоты (КА), либо образование 3-гидроксиантраниловой кислоты, что в дальнейшем приводит к хинолиновой кислоте (QA). Считается, что эти компоненты оказывают заметное влияние на нейроны мозга. QA обладает потенциалом применения в качестве нейротоксина, а KA является нейропротектором; 3-гидроксикинуренин считается третьим метаболитом кинуренина, который создавать создавать свободные радикалы и усугублять повреждение нейронов (Petit A., et.al., 2012). Путь кинуренина играет решающую роль в регуляции иммунных ответов и потенциально может стать мишенью для различных процессов воспаления и неврологических расстройств путем модуляции иммунного ответа и регулирования выработки производных кинуренина (Savitz J., 2020). Дисбаланс выработки кинуренина может сместить баланс метаболизма триптофана, что приведет к накоплению провоспалительных и нейротоксических производных кинуренина. Это может привести к ряду негативных последствий, включая повышенную восприимчивость к инфекциям, хроническое воспаление и нейродегенерацию. Более того, исследования показали, что путь кинуренина тесно связан с различными психическими и неврологическими расстройствами, включая депрессию, тревогу, шизофрению и болезнь Альцгеймера (Maddison D.C., Giorgini F., 2015). Путь кинуренина включает 95% деградации триптофана в печени посредством двух ферментов, ограничивающих скорость: индоламин-2,3-диоксигеназы (IDO) и триптофан-2,3-дезоксигеназы (TDO) (Boyen G.,et.al., 2004). Метаболиты триптофана могут быть полезны в качестве новых вариантов лечения компульсивного злоупотребления псих-оактивными веществами.
Литература
Boyen G., Steinkamp M., Reinshagen M., Schäfer K.-H., Adler G., Kirsch J. Proinflammatory cytokines increase glial fibrillary acidic protein expression in enteric glia. Gut. 2004;53:222–228.
Engin A., Engin A. Tryptophan Metabolism: Implications for Biological Processes, Health and Disease. Humana Press; Totowa, NJ, USA: 2015.
Dostal C., Carson Sulzer M., Kelley K.W., Freund G., McCusker R.H. Glial and tissue-specific regulation of Kynurenine Pathway dioxygenases by acute stress of mice. Neurobiol. Stress. 2017;7:1–15.
Maddison D.C., Giorgini F. The kynurenine pathway and neurodegenerative disease. Semin. Cell Dev. Biol. 2015;40:134–141.
Petit A., Karila L., Chalmin F., Lejoyeux M. Methamphetamine addiction: A review of the literature. J. Addict. Res. Ther. S. 2012;1:1–6
Savitz J. The kynurenine pathway: A finger in every pie. Mol. Psychiatry. 2020;25:131–147.
Добавить комментарий