Метаболизм триптофана

10 02 2021

Метаболизм триптофана

Триптофан это незаменимая аминокислота, которая практически на 80 % обязательно связана с альбумином, потому что она гидрофобная.

Что означает гидрофобная, то есть она не растворима и поэтому обязательно нужен белок переносчик. Обычно когда говорят про метаболизм триптофана в основном говорят про его индольный путь.

То есть когда из триптофана через превращение пять гидрокситриптофан под воздействием ферментов, который называется триптофангидроксилаза образуется серотонин. И этот процесс происходит соответственно на периферии и в центральной нервной системе. В дальнейшем из серотонина, под воздействием ферментов МАО будет образовываться 5ОН индол-уксусная кислота. Которую мы как раз рассматриваем в моче, как конечный продукт метаболизма серотонина, и естественно триптофана. И из серотонина также образуется Мелатонин, который в дальнейшем будет через свой промежуточный путь превращаться в Мелатонин сульфат и в этом виде выводится с мочой из организма.

Однако сегодня мы с вами более подробно поговорим о другом пути метаболизма, этот путь метаболизма называется кинуреновый. Преимущественно в печени из триптофана образуется кинуренин.

Кинуренин - это промежуточный метаболит, который превращается в дальнейшем в 3ОН кинуренин и по сути является частью процесса по распаду индольного кольца. То есть если в этом пути индольное кольцо остается и в таком виде выводится с мочой, то этот путь сопровождается распадом этого кольца. Вещество под названием кинуренин оно специфическое, оно прекрасно проходит через гематоэнцефалический барьер и попадает в ЦНС. В ЦНС кинуренин, который известен нам под названием кинурененова кислота, или кинуренат, оказывает по сути противовоспалительный эффект, однако в силу того что цель образования кинуренина это последовательный распад индольного кольца в печени, кинуренин окисляется с помощью, специального фермента, который называется кинуреназа.

В дальнейшем тригидроксикинуренин должен распадаться и до аланина, ещё одной аминокислоты и так называемой антраниловой кислоты. Дальше это кислота переходит в тригидроксиантраниловую кислоту и в дальнейшем тригидроксидантраниловая должна превратиться в глуторат, пиколинат и хинолиновую кислоту. Три основных конечных метаболита.

Глуторат идёт на то чтобы синтезировалась энергия, пиколинат выводится с мочой, в анализах на органические кислоты, а хинолиновая кислота имеет огромное значение, потому что она посути противодействует кинуренину.

В условиях центральной нервной системы хинолиновая кислота воздействует на глутаматные рецепторы активирует их, по сути стимулируя глутаматную эксайтотоксичность. При этом кинуренин и антраниловой кислота её блокируют. По сути они являются антагонистами друг друга. При этом тригидроксикинуренин и тригидроксидантраниловые кислоты стимулируют апоптоз клеток.

Итак в норме у нас весь этот процесс происходит в печени, но если в организме есть воспаление или в организме, например, высокий уровень стресса, повышение концентрации провоспалительных интерлейкинов, интерферон, интерлейкины 1,2,6, либо полисахариды бактериального происхождения, они стимулируют потенциально другой путь.

Специальный фермент, который провоцирует переход триптофана именно в кинуренин и таким образом равновесие, которое изначально было нарушается.

И путь остается в дефиците, соответственно со снижением концентрации серотонина, мелатонина и конечных метаболитов. Триптофан временно может повышаться, его концентрация в крови и будет повышаться концентрация кинурената, хинолиновой, ксантуреновой кислот.

Ксантуреновая кислота образуется из трёх гидроксикинуренина это альтернативный путь, можно пойти сюда, можно пойти в ксантогенат. Ксантуреновая кислота в центральной нервной системе также является агонистом глутаматных рецепторов, соответственно по сути также является провокатором эксайтотоксичности.

Что происходит во время воспаление?

Во время воспаление, блокируется синтез серотонина и мелатонина, стимулируется кинуреновой путь, соответственно кинуреновая кислота и кинуренин тоже повышается, но из-за того что этот процесс достаточно быстро распространяется мы также видим увеличение ксантолината и хилината. Поэтому соотношения их возбуждающих действий на глутаматные рецепторы за счет силы системного воспаления увеличивается, когда увеличивается проницаемость гематоэнцефалического барьера и мы видим его про воспалительную и нейровоспалительную токсичность.

В итоге, человек с жалобами на бессонницу, или ребенок с жалобами на задержку развития придет к врачу.

Дети с жалобами: на ЗПР, двигательную активность, гиперактивность, снижение концентрации внимания.

Взрослые придут с жалобами: нарушениями сна(бессонница), тревога, панические атаки, снижение настроения.

В организме при этом будут происходить процессы, которые мы с вами обсуждали – снижение уровня серотонина, снижение уровня мелатонина, при этом повышение кинуреновой, ксанториновой, хиналиновой кислот. Это один из вариантов развития состояния, потому что здесь могут находиться ещё изменения в соотношений глутамина и глутамата, здесь могут быть повышены NSЕ, S100 повышенный, N ацетиласпартиковая кислота.

Мы будем видеть сниженный уровень аланина, снижение показателей по митохондриальному бетта слиянию, вероятнее всего если это длительный процесс, то будет снижение лактата, пировиноградной кислоты и ряд других изменений.

Когда взрослый человек обращается с бессонницей, тревогой, паническими атаками и расстройствами психоэмоциональный сферы, ему назначает Агонист, который будет стимулировать серотониновый обмен, как правило пациентам назначаются препараты, которые относятся к группе СЦЗ ингибиторы обратного захвата серотонина.

Однако вот в этой истории, которую мы сейчас описали антидепрессанты будут абсолютно не эффективны. Ровно как дети, которые с такой картиной будут отставать в развитии, вот такой триптофановой и глутоматной эксайтотоксичностью, препараты по типу ноотропных, нейролептических – не будут эффективны. Потому что первичной здесь будет именно нейровоспаление.

Для того чтобы поставить и разобраться с ним, нам нужны исследования - аминокислоты в крови. Потому что мы смотрим про анаболизм, про процесс синтеза, нам нужны будут органические кислоты, которые смотрим по мочи, где будем как раз смотреть кинуреновую, ксантуреновую, хинолиновую, пиколинов кислоты, здесь мы будем анализировать уровень триптофана, глутамата, аланина. Нужны будут показатели по нейровоспалению в биохимическом анализе крови, здесь обязательно смотрим NSE, S-100 для того чтобы определить какая из нейрональных тканей повреждена именно вопрос Нейрона или вопрос астроцита, потому что воздействие и синтез ксантуреновой и кинуреновой кислот они будут отличаться. Кинуреновая Кислота будет больше относится астроцитам, Поэтому при избытке кинуреновой кислоты мы увидим увеличение S- 100 и конечно во главе этого будет стоять клиническая картина - осмотр.