Триптофан: есенциална ароматна аминокиселина и прекурсор на серотонин

Триптофан — есенциална ароматна аминокиселина и прекурсор на серотонин и мелатонин. Разберете как влияе на настроение, сън и общото здраве и откъде да го набавите.

Триптофанът (Trp или W) се кодира от кодона UGG. Това е α-аминокиселина, използвана в биосинтезата на протеините.

Структура и физикохимични свойства

Триптофанът има α-аминогрупа (която при биологични условия е във формата -NH₃⁺) и α-карбоксилна киселина (която при биологични условия е в депротонирана форма -COO⁻). Той носи странична верига индол, което го прави неполярна ароматна аминокиселина.

Типични значения за pKa/изоелектрична точка са: pKa (карбоксил) ≈ 2.38, pKa (амино) ≈ 9.39 и р-изоелектрична точка (pI) ≈ 5.89. Индолната група не се йонизира при физиологично pH. Поради ароматната си структура, триптофанът има силна абсорбция в UV областта (~280 nm) и силна флуоресценция (емисия около 320–350 nm), което го прави полезен при количествено определяне и анализ на белтъци.

Биологична роля и метаболизъм

Есенциална аминокиселина: Триптофанът е от съществено значение за човека — организмът не може да го синтезира и той трябва да се набавя с храната.

Триптофанът е прекурсор на няколко важни биомолекули:

• Невротрансмитери: Триптофанът е прекурсор на серотонин. Първо се хидроксилира от ензима триптофан-хидроксилаза до 5-хидрокситриптофан (5-HTP) — за това е необходим кофакторът тетрахидробиоптерин — след което ароматната L-амино киселинна декарбоксилаза (с витамин B6 като кофактор) декарбоксилира 5-HTP до серотонин. Серотонинът пък е прекурсор на мелатонин, който участва в регулирането на съня и циркадните ритми.
• Кинуренинов път: По-голямата част от метаболизма на триптофана върви през кинурениновия път, който води до образуването на кинуренин, кинуренова и кина-линуренова киселина и в крайна сметка до NAD+ (ниацин). Чрез този път триптофан може да бъде трансформиран в ниацин — приблизително част от триптофана може да покрие нуждите от витамин B3 при дефицит в диетата.
• Имунна регулация: Ензимите индолеамин-2,3-диоксигеназа (IDO) и триптофан-2,3-диоксигеназа (TDO) метаболизират триптофана по кинурениновия път и могат да намалят нивата му при възпаление или инфекция. Това има значение за имунния отговор и за състояния като хронично възпаление и някои онкологични процеси.

Хранителни източници и усвояване

Добри хранителни източници на триптофан са:

• месо и птиче месо (особено пуешко и пилешко),
• риба,
• мляко и млечни продукти (сирена, яйца),
• соеви продукти, бобови култури, ядки и семена.

Вземането на триптофан от храната и неговото преминаване през кръвно-мозъчната бариера се влияят от съотношението на триптофан към другите големи неутрални аминокиселини (LNAA) — конкурентите използват един и същ транспорт. Инсулинът след хранене с въглехидрати подпомага поемането на конкурентните аминокиселини в мускулите, което повишава относителното ниво на свободен триптофан в кръвта и подпомага неговия транспорт до мозъка.

Клинично значение и безопасност

Триптофан и производните му (например 5-HTP) се използват в някои страни като добавки за подпомагане на съня, настроението и при депресивни симптоми. Данните за ефективност са смесени и зависят от дозата, продължителността и индивидуалните особености.

• Комбинирането на триптофанови добавки с лекарства, които повишават серотонина (SSRIs, MAO инхибитори), може да увеличи риска от серотонинов синдром — потенциално опасно състояние.
• Исторически: в края на 1980 г. са съобщени случаи на еозинофилия-миалгичен синдром, свързани с контаминирани L-триптофанови добавки; това подчертава значението на качество и чистота при хранителни добавки.
• Повишена активност на IDO/TDO при възпаление може да доведе до понижение на триптофана и повишена продукция на кинуренинови метаболити, което е свързано с депресивни симптоми при някои пациенти.

Практически бележки

• За повечето здрави хора адекватният прием на пълноценни белтъчини осигурява необходимите количества триптофан.
• При обмисляне на триптофанови или 5-HTP добавки е добре да се консултирате с лекар, особено ако приемате антидепресанти или други невролекарства.
• Триптофанът е полезен и в лабораторната практика като аналитичен маркер за белтъци (UV абсорбция и флуоресценция).

В резюме: триптофанът е есенциална ароматна аминокиселина с ключова роля в синтеза на серотонин и мелатонин, в метаболизма по кинурениновия път и в регулацията на имунните процеси. Тъй като организмът не може да го произведе, той трябва да се набавя чрез разнообразно и балансирано хранене.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява триптофанът?

В: Как се кодира триптофанът?

В: Какви са биологичните условия за триптофан?

Въпрос: Защо триптофанът е от съществено значение за човека?

В: Кои са невротрансмитерите, на които триптофанът е прекурсор?

В: Какъв вид аминокиселина е триптофанът и защо?

В: Как се използва триптофанът в биосинтезата на белтъците?

Търсене по буква