Metabolismus tryptofanu

Po absorpci je tryptofan metabolizován třemi hlavními dráhami: dráhou kynureninu (prostřednictvím hostitelských buněk), dráhou serotoninu (prostřednictvím hostitelských buněk) a dráhou indolu (prostřednictvím střevní mikroflóry).  

1. Dominantní je dráha kynureninu – tvoří více než 95 % katabolismu dietního tryptofanu. I když se primárně vyskytuje v játrech (prostřednictvím TDO), je také aktivována v imunitních a bariérových tkáních (prostřednictvím IDO), zejména při imunitní zátěži a aktivaci. Tato dráha poskytuje řadu bioaktivních meziproduktů a nakonec přispívá k endogenní syntéze NAD+, životně důležitého kofaktoru, který se podílí na mitochondriálním energetickém metabolismu, redoxní rovnováze a opravě DNA.
   Když imunitní stres přetrvává, do této dráhy směřuje více tryptofanu a může dojít k nerovnováze. Za příznivých podmínek se metabolické navazující kroky posouvají směrem k produkci prospěšných metabolitů, jako je kyselina kynurenová (KYNA), a zároveň podporují efektivní syntézu NAD+. Když se rovnováha vychýlí – v důsledku limitujících enzymů, oxidačního stresu, nedostatku mikronutrientů nebo dlouhodobé aktivace imunitního systému – látková výměna začne produkovat spíše meziprodukty, jako je kyselina chinolinová (QA) a 3-hydroxykynurenin (3-OH-KYN). 
   
   QA působí na NMDA receptory a může zesílit excitační signalizaci v mozku.
   3-OH-KYN podporuje oxidační stres a peroxidaci lipidů.
   Snížený průtok koncem dráhy vytvářející NAD+- může vést k relativnímu vyčerpání NAD+, což ohrožuje účinnost mitochondrií, buněčnou energii a celkovou odolnost. 
   
   Takové vzorce jsou často pozorovány při trvalém imunitním stresu a metabolické nerovnováze.
    
2. Serotoninová dráha přeměňuje tryptofan na serotonin (5-HT). Ačkoli používá pouze 1–2 % tryptofanu, významně ovlivňuje náladu, střevní motilitu a cirkadiánních rytmy. Změny v této dráze mohou ovlivnit náladu, trávení i kvalitu spánku. 
    
3. Dráha indolu je řízena mikrobiálním metabolismem v tlustém střevě. Některé střevní bakterie exprimují enzymy tryptofanázy, které mění tryptofan na indol a jeho deriváty, včetně kyseliny indol-3-propionové (IPA). Tyto metabolity působí jako ligandy pro aryl-karbokarbonový receptor (AhR) a podporují integritu střevní bariéry, imunitní toleranci a systémovou rovnováhu. 
    

Rovnováha mezi těmito metabolickými drahami není jen biochemickou zajímavostí, protože odráží jak funkční stav mikrobiální aktivity střev, tak přítomnost systémové imunitní zátěže. Společně určují, zda tryptofan míří do protektivních či stresových produktů (metabolitů) – s následnými důsledky pro zdraví střev, imunity a metabolismu. 
 

Zdravá strava bohatá na vlákninu podporuje mikrobiální produkci IPA, která následně podporuje integritu střevní bariéry a metabolickou odolnost. Naopak systémový zánět, stres a dysbióza posunují rovnováhu v metabolismu tryptofanu směrem k nadměrnému toku dráhou kynureninu, čímž zvyšují produkci metabolitů spojených se stresem.  
 

Proto je nyní metabolismus tryptofanu vnímán jako molekulární most spojující střevní mikrobiom se systémovým zdravím. Zkoumáním těchto metabolických drah získáváme nový pohled, jehož prostřednictvím hodnotíme životní styl a dopad stravy na například imunitu, náladu a metabolismus. 

Stručný souhrn

• Tryptofan je metabolizován na různé produkty hostitelem (vaším tělem) a střevní mikroflórou (mikroby žijící uvnitř těla) v závislosti na tom, jak je zpracováván – a každý z těchto metabolitů má v těle jedinečné funkce. 
• Během imunitního stresu dominuje kynureninová dráha, zatímco při zdravém střevním prostředí prosperuje dráha indolová. 
• Tato metabolická rovnováha propojuje stravu a aktivitu mikrobiomu s imunitou, náladou a metabolismem.