Triptofano metabolizmas

Absorbuotas triptofanas metabolizuojamas trimis pagrindiniais būdais: kinurenino keliu (per šeimininko ląsteles), serotonino keliu (per šeimininko ląsteles) ir indolio keliu (per žarnyno mikrobiotą).  

1. Kinurenino kelias yra dominuojantis maršrutas, sudarantis daugiau kaip 95 % viso maistinio triptofano katabolizmo. Pirmiausia jis pasireiškia kepenyse (per TDO), tačiau taip pat veikia imuniniuose ir barjeriniuose audiniuose (per IDO), ypač imuninio streso ir aktyvumo būsenoje. Šis kelias sukuria įvairių biologiškai aktyvių tarpininkų ir galiausiai prisideda prie endogeninės NAD+ sintezės – gyvybiškai svarbaus papildomo veiksnio, dalyvaujančio mitochondrijų energijos apykaitoje, balansuojant oksidaciją-redukciją ir atkuriant DNR.
   Kai imuninis stresas veikia ilgesnį laiką, vis daugiau triptofano nukreipiama šiuo keliu, todėl gali atsirasti disbalansas. Palankiomis sąlygomis tolesnis metabolizmas skatina naudingųjų metabolitų, tokių kaip cinureno rūgštis (CINR), gamybą, taip pat palaiko veiksmingą NAD+ sintezę. Kai dėl fermentų spūsties, oksidacinio streso, mikroelementų nepakankamumo arba ilgalaikio imuninio aktyvumo pasikeičia balansas, metabolizmas taip pat keičiasi ir pradeda generuoti tarpines medžiagas, tokias kaip chinolino rūgštis (CR) arba 3-hidroksikinureninas (3-OH-KYN). 
   
   CR veikia NMDA receptorius ir gali sustiprinti smegenims perduodamus signalus.
   3-OH-KYN skatina oksidacinį stresą ir lipidų peroksidaciją.
   Sumažėjęs srautas NAD+ gamybos kelio pabaigoje gali lemti santykinį NAD+ nepakankamumą, sumažinti mitochondrijų veiksmingumą, ląstelių energiją ir bendrą organizmo atsparumą. 
   
   Tokie modeliai dažnai pastebimi esant nuolatiniam imuniniam stresui ir medžiagų apykaitos disbalansui.
    
2. Serotonino kelias triptofaną paverčia serotoninu (5-HT). Nors jam naudojama tik 1–2 % triptofano, jis yra svarbus nuotaikos reguliavimui, žarnyno judrumui ir kasdieniam ritmui. Šio kelio pokyčiai gali turėti įtakos nuotaikos pusiausvyrai, virškinimo funkcijai ir miego kokybei. 
    
3. Indolio kelią lemia mikrobų metabolizmas žarnyne. Tam tikros žarnyno bakterijos pasižymi triptofanazės fermentų, kurie paverčia triptofaną indoliu ir jo dariniais, įskaitant indolio-3-propiono rūgštį (IPR), aktyvumu. Šie metabolitai yra arilo angliavandenilių receptoriaus (AhR) ligandai, palaikantys žarnyno barjero vientisumą, imuninę toleranciją ir pusiausvyrą. 
    

Šių medžiagų apykaitos būdų pusiausvyra rodo funkcinę žarnyno mikrobinio aktyvumo būklę ir sisteminį imuninį stresą. Kartu jie lemia, kokiu keliu nukreipiamas triptofanas – apsauginiu ar su stresu susijusių metabolitų keliu, su visomis pasekmėmis žarnyno, imuniteto ir medžiagų apykaitos sveikatai. 
 

Sveika skaidulų gausi mityba skatina mikrobinę IPR gamybą, kuri palaiko žarnyno barjero vientisumą ir metabolinį atsparumą. Priešingai, sisteminis uždegimas, stresas ir disbiozė keičia triptofano metabolizmo pusiausvyrą link perteklinio srauto kinurenino kelyje, o tai didina su stresu susijusių metabolitų gamybą.  
 

Štai kodėl triptofano metabolizmas dabar vertinamas kaip molekulinis tiltas, siejantis žarnyno mikrobiomą su sistemine sveikata. Ištyrę šiuos medžiagų apykaitos kelius, mes gauname naują atkaitos tašką, kuriuo remdamiesi galime įvertinti gyvensenos ir mitybos poveikį imunitetui, nuotaikai, medžiagų apykaitai ir pan. 

Trumpa santrauka

• Triptofaną į skirtingus produktus metabolizuoja šeimininko (jūsų) organizmas ir mikrobiota (jūsų žarnyne gyvenantys mikrobai); visi šie produktai turi unikalią paskirtį. 
• Kinurenino kelias dominuoja imuninio streso metu, o indolio kelias klesti, kai žarnynas sveikas. 
• Šis medžiagų apykaitos balansas susieja dietą ir mikrobiomos aktyvumo santykį su imunitetu, nuotaika ir medžiagų apykaita.