Ароматические аминокислоты и предшественники нейротрансмиттеров

Ароматические аминокислоты фенилаланин, тирозин и триптофан содержат боковые цепи с ароматическим кольцом и служат пищевыми предшественниками основных моноаминовых нейротрансмиттеров. Тирозин (образующийся из незаменимого фенилаланина) является предшественником катехоламинов дофамина и норадреналина, тогда как триптофан является предшественником серотонина, поэтому их доступность связывает диету с химией мозга.

Definition

Ароматические аминокислоты — это аминокислоты, содержащие боковую цепь с ароматическим кольцом (фенилаланин, тирозин и триптофан); как предшественники нейротрансмиттеров, они предоставляют субстраты, из которых мозг синтезирует серотонин (из триптофана) и катехоламины дофамин и норадреналин (из тирозина).

Scope

Эта тема охватывает ароматические аминокислоты как биосинтетические предшественники моноаминовых нейротрансмиттеров и механизмы, посредством которых баланс аминокислот в плазме влияет на их поступление в мозг. Это справочная биохимия и физиология, а не клинические или диетические рекомендации.

Core questions

• Какие нейротрансмиттеры образуются из ароматических аминокислот?
• Как баланс аминокислот в плазме влияет на поступление предшественников в мозг?
• Почему фенилаланин является незаменимым, а тирозин — условно незаменимым?

Key concepts

• Фенилаланин, тирозин, триптофан
• Синтез катехоламинов (дофамин, норадреналин)
• Синтез серотонина из триптофана
• Конкуренция за транспорт больших нейтральных аминокислот
• Доступность предшественников и уровни нейротрансмиттеров в мозге

Mechanisms

Фенилаланин гидроксилируется до тирозина, который затем с помощью тирозингидроксилазы превращается в катехоламины; триптофан гидроксилируется до 5-гидрокситриптофана и декарбоксилируется до серотонина. Ароматические аминокислоты используют общий насыщаемый переносчик больших нейтральных аминокислот на гематоэнцефалическом барьере, поэтому поглощение триптофана или тирозина мозгом зависит не только от их собственного уровня в плазме, но и от их соотношения с другими конкурирующими большими нейтральными аминокислотами. Фернстром и Вуртман (1972) показали, что физиологические изменения нейтральных аминокислот в плазме изменяют содержание серотонина в мозге, устанавливая механизм доступности предшественника (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Clinical relevance

Эти пути лежат в основе биохимии фенилкетонурии (нарушение метаболизма фенилаланина) и обоснования концепций доступности предшественников в нейронауках. Данная статья описывает механизмы на справочном уровне и не является основой для индивидуальных диетических или лечебных решений.

History

Идея о том, что изменения аминокислот в плазме, вызванные диетой, могут влиять на синтез нейротрансмиттеров в мозге, была установлена Фернстромом и Вуртманом в начале 1970-х годов, которые продемонстрировали, что уровень серотонина в мозге отслеживает соотношение триптофана к конкурирующим нейтральным аминокислотам. Последующие работы расширили концепцию доступности предшественников на катехоламиновую систему (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Key figures

• John Fernstrom
• Richard Wurtman
• Madelyn Fernstrom

Seminal works

• fernstrom-1972
• fernstrom-2007

Frequently asked questions

Какие аминокислоты являются ароматическими?

Ароматические аминокислоты — это фенилаланин, тирозин и триптофан; фенилаланин и триптофан являются незаменимыми в пищевом отношении, тогда как тирозин может быть синтезирован из фенилаланина.

Как ароматические аминокислоты связаны с нейротрансмиттерами?

Тирозин является предшественником катехоламинов дофамина и норадреналина, а триптофан — предшественником серотонина, поэтому доступность этих аминокислот в мозге влияет на синтез моноаминов.