кишечного тракта (ЖКТ), остальной 5-НТ − в центральной нервной системе (ЦНС)
и тромбоцитах [8 – 10]. Серотонинергическая нейрональная система представлена многочисленными нейронами ядер центрального серого вещества, шва ствола и среднего мозга и широкой сетью аксонов, которые проектируются в различные структуры головного и спинного мозга. 5-НТ определяет «болевое» поведение,
влияет на ощущение боли. Он удерживает напряжение мускулатуры стенки артериальных сосудов, снижение его уровня в крови вызывает эффект расслабления и чрезмерной пульсации сосудов [11 − 15].
Серотонин в ЦНС является нейромедиатором и нейромодулятором, а на периферии, где он сосредоточен преимущественно в энтерохромофинных клетках ЖКТ, тромбоцитах, тучных клетках кожи, селезѐнке, почках, печени, серотонин играет роль нейрогормона [16 – 19]. Часть аминокислоты триптофан в неизменном виде выделяются почками, ещѐ некоторая часть расщепляется бактериями кишечника до-гидрокси-индолилуксусной кислоты [3].
Многочисленные экспериментальные и клинические исследования посвящены изучению роли триптофана в деятельности ЦНС. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что нейротропные эффекты триптофана главным образом обусловлены интегративной активностью его метаболитов.
Нормальное функционирование головного мозга в физиологических условиях и при развитии патологических процессов зависит в определѐнной степени от соотношения кинуренинового, триптаминового и серонотонинового путей метаболизма триптофана и, как следствие, накопления или выведения тех или иных нейроактивных метаболитов [20 – 21].
Эндогенный синтез никотиновой кислоты из триптофана происходит преимущественно в печени и кишечнике и играет большую роль в обеспечении организма этим витамином. Известно, что исключение из рациона никотиновой кислоты и особенно композиции еѐ с триптофаном, приводит к угнетению функциональной активности щитовидной железы, а недостаток никотиновой
206
кислоты способствует возникновению пеллагры. Имеются также данные о
лечебном действии триптофана при этой патологии [1].
|
|
CH2CHNH2-COOH |
|
CОСН СНNH COOH |
|||
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
триптофан-2,3-диоксигеназа |
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
NH-CHO |
|
|
|
H |
|
|
формилкинуренин |
|
||
|
триптофан |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кинуренинформилаза |
|||
|
|
|
|
|
CОСН2СНNH2COOH |
||
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
кинуренингидроксилаза |
кинуренин |
кинурениназа |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
CОСН2СНNH2COOH |
ОН |
|
CООН-СН2-СН2-СООН |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
янтарная кислота |
|
|
NH2 |
|
|
|
|
+ СООН |
|
OH3-гидроксикинуренин |
N |
|
СООН |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кинуреноваякислота |
|
||
кинуренинтрансаминаза |
|
|
|
|
|
NН2 |
|
ОН |
|
кинурениназа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
антраниловаякислота |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СООН |
|
|
|
|
|
N |
СООН |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
NН2 |
|
|
|
|
|
ксантуреновая кислота |
OH |
|
|
|
|
CONHCH2COOH |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3-гидроксиантраниловая |
|
|
|
|
||
|
|
кислота |
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о-аминогиппуровая кислота |
|
|
2-акролеил-3-аминофумарат |
|
|
|
|
||
полуальдегид 2-аминомуконовой кислоты |
|
|
|
|
|
||
оксалокротоновая кислота |
|
СООН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кетоадипиновая кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
СООН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2 + H2O |
|
хинолиновая кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рибонуклеотид хинолиновой кислоты
рибонуклеотид никотиновой кислоты
Рис. 1 Кинурениновый путь метаболизма триптофана
207
|
CH2CHNH2COOH |
CH CH NH |
2 |
|
|
|
2 |
2 |
|
N |
- CО2 |
N |
|
|
|
|
|
||
H |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
триптофан |
|
триптамин |
|
|
|
|
|
|
|
CH2СООН
N H
индолилуксусная кислота
Рис. 2 Триптаминовый путь метаболизма триптофана
|
CH CHNH COOH |
НО |
CH2CHNH2COOH |
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
2 |
|
|
|
N |
|
|
|
N |
|
H |
|
|
|
H |
|
триптофан |
|
|
|
5- гидрокситриптофан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НО |
CH2CH2NH2 |
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
серотонин |
|
Н3СО |
CH2CH2NHCOСН3 |
НО |
CH COOH |
||
|
|
|
|
|
2 |
N |
|
|
|
N |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
мелатонин |
|
|
|
|
|
|
|
|
5-гидроксииндолилуксусная кислота |
||
|
|
|
|
||
Рис. 3 Серотониновый путь метаболизма триптофана При повышенной активности триптофанпирролазы усиливается
образование из триптофана кинуренина, что способствует уменьшению субстрата
208
для синтеза серотонина. Известно, что недостаток серотонина в мозге приводит к психическим заболеваниям: по данным И.П. Лапина [4, 5], особенно при депрессиях, отмечается преобладание кинуренинового пути обмена триптофана.
М.Л. Самсонова и Г.Ф. Оксенбург установили, что внутрибрюшное введение триптофана (100-200 мг/кг) способствует повышению уровня серотонина в мозге животных более чем в 3 раза [1]. При эпилепсии, шизофрении, маниакально-
депрессивном синдроме имеют место нарушения триптофанового обмена
(табл. 1).
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Изменение триптофанового обмена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эпилепсия |
Содержание серотонина у |
В метаболизме |
|
|
|
[20] |
больных: |
триптофана преобладает |
|
||
|
↑ во время приступа |
кинурениновый путь, |
|
||
|
↓ в межприступный период |
что является причиной |
|
||
|
↓ до ноля после приступа |
повышенной |
|
|
|
|
↑ экскреции 3-оксинуренина, |
возбудимости |
|
|
|
|
↓ экскреции 5-оксинуренина |
головного мозга и |
|
||
|
|
возникновения судорог |
|
||
Шизофрения |
↓ содержания серотонина в |
Изменение |
|
|
|
[3] |
крови и спинномозговой |
серотонинового |
и |
|
|
|
жидкости |
кинуренинового |
путей |
|
|
|
|
метаболизма |
|
|
|
|
|
триптофана – |
один из |
|
|
|
|
патогенных |
факторов |
|
|
|
|
развития шизофрении |
|
||
Маниакально- |
Дефицит серотонина, |
Активация |
|
|
|
депрессивный |
↑ концентрации кинуренина в |
кинуренинового |
пути |
|
|
синдром |
плазме крови |
метаболизма |
|
|
|
[22] |
|
триптофана |
|
|
|
При различных психических заболеваниях с преобладанием признаков
возбуждения, травмах головного мозга, болезни Паркинсона так же наблюдается
изменение метаболизма триптофана [3, 23].
209
Эмоциональный стресс способствует уменьшению содержания серотонина и триптофана в сердце, увеличению уровня триптофана и уменьшению уровня серотонина в головном мозге. При эмоциональном стрессе в метаболизме триптофана преобладает кинуренивый путь [24]. Ряд исследований свидетельствуют об изменении при стрессе активности ключевых ферментов метаболизма триптофана: усиливается активность триптофангидроксилазы в коре,
среднем мозге и гиппокампе крыс [25].
Триптофан угнетает эмоциональные реакции экспериментальных животных. У крыс он усиливает барбитуровый наркоз, у здоровых людей он повышает общую продолжительность сна. Эффект от лечения остаѐтся и после отмены препарата [3].
Триптофан является источником нейротрансмиттеров серотонина,
триптамина, мелатонина и индоламина. Триптофан, содержащийся в мозге, а
также его побочные продукты в виде нейротрансмиттерных систем, отвечают за поддержание гомеостатического баланса организма. С уменьшением запаса триптофана происходит пропорциональное снижение эффективности функций организма. У животных, болеющих диабетом, наблюдается низкий уровень триптофана. Обезвоживание вызывает резкое снижение количества триптофана в мозге. При нормальном содержании триптофана он выполняет ещѐ одну очень важную функцию – повышает порог болевых ощущений, т.е. способствует более легкому перенесению боли. Триптофан вместе с лизином образует трипептид лизин-триптофан-лизин, который исправляет ошибки, возникающие при удвоении ДНК. Эта характеристика триптофана имеет первостепенное значение для предотвращения образования раковых клеток 26 .
Триптофан в дозировке 250 мг вместе с биотином, витаминами В1 и В6
способствует релаксации и хорошему сну, утилизации витаминов группы В,
является антидепрессантом, повышает сопротивляемость стрессам. Триптофан,
аргинин, тирозин и орнитин могут конкурировать за их утилизацию организмом.
210