Aminokwasy aromatyczne i prekursory neuroprzekaźników

Aminokwasy aromatyczne – fenyloalanina, tyrozyna i tryptofan – posiadają w swoich łańcuchach bocznych pierścień aromatyczny i służą jako prekursory dietetyczne głównych neuroprzekaźników monoaminergicznych. Tyrozyna (powstająca z niezbędnej fenyloalaniny) jest prekursorem katecholamin, takich jak dopamina i noradrenalina, podczas gdy tryptofan jest prekursorem serotoniny, co sprawia, że ich dostępność wiąże się z dietą i chemią mózgu.

Definition

Aminokwasy aromatyczne to aminokwasy posiadające w łańcuchu bocznym pierścień aromatyczny (fenyloalanina, tyrozyna i tryptofan); jako prekursory neuroprzekaźników dostarczają substratów, z których mózg syntetyzuje serotoninę (z tryptofanu) oraz katecholaminy – dopaminę i noradrenalinę (z tyrozyny).

Scope

Tematyka ta obejmuje aminokwasy aromatyczne jako biosyntetyczne prekursory neuroprzekaźników monoaminergicznych oraz mechanizmy, za pomocą których równowaga aminokwasów w osoczu wpływa na ich transport do mózgu. Jest to odniesienie do biochemii i fizjologii, a nie porady kliniczne czy dietetyczne.

Core questions

• Jakie neuroprzekaźniki pochodzą z aminokwasów aromatycznych?
• Jak równowaga aminokwasów w osoczu wpływa na transport prekursorów do mózgu?
• Dlaczego fenyloalanina jest niezbędna, a tyrozyna warunkowo nie-niezbędna?

Key concepts

• Fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan
• Synteza katecholamin (dopamina, noradrenalina)
• Synteza serotoniny z tryptofanu
• Konkurencja w transporcie dużych, obojętnych aminokwasów
• Dostępność prekursorów a poziomy neuroprzekaźników w mózgu

Mechanisms

Fenyloalanina jest hydroksylowana do tyrozyny, która następnie jest przekształcana przez hydroksylazę tyrozynową w kierunku katecholamin; tryptofan jest hydroksylowany do 5-hydroksytryptofanu i dekarboksylowany do serotoniny. Aminokwasy aromatyczne konkurują o nasycalny transporter dużych, obojętnych aminokwasów na barierze krew-mózg, więc transport tryptofanu lub tyrozyny do mózgu zależy nie tylko od ich własnego poziomu w osoczu, ale także od ich stosunku do innych konkurujących dużych, obojętnych aminokwasów. Fernstrom i Wurtman (1972) wykazali, że fizjologiczne zmiany w poziomach obojętnych aminokwasów w osoczu wpływają na zawartość serotoniny w mózgu, ustanawiając mechanizm dostępności prekursorów (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Clinical relevance

Drogi te leżą u podstaw biochemii fenyloketonurii (zaburzonego metabolizmu fenyloalaniny) oraz stanowią podstawę koncepcji dostępności prekursorów w neuronauce. Niniejszy wpis opisuje mechanizmy na poziomie referencyjnym i nie stanowi podstawy do indywidualnych decyzji dietetycznych ani terapeutycznych.

History

Idea, że zmiany w poziomach aminokwasów w osoczu, napędzane dietą, mogą wpływać na syntezę neuroprzekaźników w mózgu, została ustanowiona przez Fernstroma i Wurtmana na początku lat 70. XX wieku, którzy wykazali, że poziom serotoniny w mózgu śledzi stosunek tryptofanu do konkurujących aminokwasów obojętnych. Dalsze prace rozszerzyły ramy dostępności prekursorów na system katecholamin (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Key figures

• John Fernstrom
• Richard Wurtman
• Madelyn Fernstrom

Seminal works

• fernstrom-1972
• fernstrom-2007

Frequently asked questions

Które aminokwasy są aminokwasami aromatycznymi?

Aminokwasami aromatycznymi są fenyloalanina, tyrozyna i tryptofan; fenyloalanina i tryptofan są niezbędne w diecie, podczas gdy tyrozyna może być syntetyzowana z fenyloalaniny.

Jak aminokwasy aromatyczne wiążą się z neuroprzekaźnikami?

Tyrozyna jest prekursorem katecholamin, takich jak dopamina i noradrenalina, a tryptofan jest prekursorem serotoniny, więc dostępność tych aminokwasów w mózgu wpływa na syntezę monoamin.