Aromatische aminozuren en neurotransmitterprecursoren

De aromatische aminozuren fenylalanine, tyrosine en tryptofaan bezitten zijketens met een aromatische ring en dienen als de dieetprecursoren van belangrijke monoamine neurotransmitters. Tyrosine (gemaakt van essentieel fenylalanine) is de precursor voor de catecholamines dopamine en noradrenaline, terwijl tryptofaan de precursor is voor serotonine, dus hun beschikbaarheid koppelt dieet aan hersenchemie.

Definition

Aromatische aminozuren zijn aminozuren met een zijketen met een aromatische ring (fenylalanine, tyrosine en tryptofaan); als neurotransmitterprecursoren leveren ze de substraten waaruit de hersenen serotonine (uit tryptofaan) en de catecholamines dopamine en noradrenaline (uit tyrosine) synthetiseren.

Scope

Dit onderwerp behandelt de aromatische aminozuren als biosynthetische precursoren van monoamine neurotransmitters en de mechanismen waarmee de balans van plasma-aminozuren hun toegang tot de hersenen beïnvloedt. Het is referentie biochemie en fysiologie, geen klinisch of dieetadvies.

Core questions

• Welke neurotransmitters zijn afgeleid van aromatische aminozuren?
• Hoe beïnvloedt de balans van plasma-aminozuren de toegang van precursoren tot de hersenen?
• Waarom is fenylalanine essentieel, maar tyrosine conditioneel niet-essentieel?

Key concepts

• Fenylalanine, tyrosine, tryptofaan
• Catecholaminesynthese (dopamine, noradrenaline)
• Serotoninesynthese uit tryptofaan
• Concurrentie van transport van grote neutrale aminozuren
• Beschikbaarheid van precursoren en hersen neurotransmitterspiegels

Mechanisms

Fenylalanine wordt gehydroxyleerd tot tyrosine, dat vervolgens door tyrosine hydroxylase richting de catecholamines wordt omgezet; tryptofaan wordt gehydroxyleerd tot 5-hydroxytryptofaan en gedecarboxyleerd tot serotonine. De aromatische aminozuren delen een verzadigbare transporter voor grote neutrale aminozuren aan de bloed-hersenbarrière, dus de opname van tryptofaan of tyrosine in de hersenen hangt niet alleen af van de eigen plasmaspiegel, maar ook van de verhouding tot de andere concurrerende grote neutrale aminozuren. Fernstrom en Wurtman (1972) toonden aan dat fysiologische veranderingen in plasma neutrale aminozuren de serotoninegehalte in de hersenen veranderen, waarmee het precursor-beschikbaarheidsmechanisme werd vastgesteld (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Clinical relevance

Deze paden liggen ten grondslag aan de biochemie van fenylketonurie (verstoorde fenylalanine-stofwisseling) en de rationale achter precursor-beschikbaarheidsconcepten in de neurowetenschappen. Dit artikel beschrijft mechanismen op referentieniveau en is geen basis voor individuele dieet- of behandelbeslissingen.

History

Het idee dat door dieet gedreven veranderingen in plasma-aminozuren de synthese van neurotransmitters in de hersenen konden beïnvloeden, werd in de vroege jaren 70 vastgesteld door Fernstrom en Wurtman, die aantoonden dat hersenserotonine de verhouding van tryptofaan tot concurrerende neutrale aminozuren volgde. Vervolgonderzoek breidde het precursor-beschikbaarheidsframework uit naar het catecholaminesysteem (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Key figures

• John Fernstrom
• Richard Wurtman
• Madelyn Fernstrom

Seminal works

• fernstrom-1972
• fernstrom-2007

Frequently asked questions

Welke aminozuren zijn de aromatische aminozuren?

De aromatische aminozuren zijn fenylalanine, tyrosine en tryptofaan; fenylalanine en tryptofaan zijn dieet-essentieel, terwijl tyrosine uit fenylalanine kan worden gemaakt.

Hoe verhouden aromatische aminozuren zich tot neurotransmitters?

Tyrosine is de precursor voor de catecholamines dopamine en noradrenaline, en tryptofaan is de precursor voor serotonine, dus de beschikbaarheid van deze aminozuren in de hersenen beïnvloedt de monoaminesynthese.