Tryptofan

Tryptofan: właściwości

Podstawową rolą tryptofanu jest produkcja białek

Główną rolą tryptofanu w organizmie człowieka jest jego udział syntezie (powstawaniu) białek. Ponieważ w porównaniu do innych aminokwasów, tryptofan występuje w produktach w stosunkowo niewielkich ilościach, to może ograniczać szybkość powstawania białek. Dlaczego? Białka są złożone z wielu różnych aminokwasów. Załóżmy, że dane białko powstaje z 10 aminokwasów. Jeżeli choć jeden aminokwas z tych 10 będzie występował w niewielkiej ilości, to pomimo dużej zawartości pozostałych 9 aminokwasów nie będzie możliwe powstanie dużych ilości białek.

Aminokwasy, które w danych produktach spożywczych występują w małych ilościach, uniemożliwiając wykorzystanie pozostałych aminokwasów nazywane są aminokwasami ograniczającymi. Dla przykładu, tryptofan jest aminokwasem ograniczającym w kukurydzy (występuje w niej w niewielkich ilościach).

Tryptofan bierze udział w powstawaniu witaminy PP (niacyny)

Organizm człowieka (a dokładniej wątroba) wykorzystuje tryptofan do produkcji niacyny (witaminy PP, B3). Ilość tryptofanu dostarczona w postaci zbilansowanej diety prawdopodobnie umożliwia powstanie niacyny na poziomie wystarczającym do zapewnienia prawidłowego funkcjonowania ustroju. 

Przyjmuje się, że 1 mg niacyny może powstać z 60 mg tryptofanu. Jednakże niacyna może zostać wytworzona z tryptofanu tylko w przypadku jego nadmiaru w ustroju. W pierwszej kolejności tryptofan wykorzystywany jest na inne cele. Trzeba też wspomnieć, że do przekształcenia tryptofanu do niacyny potrzebne jest jeszcze żelazo, witamina B2 i witamina B6.

W ten sposób tryptofan zapobiega niedoborowi niacyny i pojawieniu się objawów z nim powiązanych. Z tego względu mówi się, że tryptofan może zmniejszać ryzyko wystąpienia pelagry.

Tryptofan przyczynia się do wytwarzania serotoniny i poprawy nastroju

Wielu osobom tryptofan kojarzy się ze związkiem odgrywającym istotną rolę w produkcji serotoniny w naszym organizmie. Jest to jak najbardziej prawdą, jednak szacuje się, że tylko zaledwie 3% tryptofanu dostarczonego z pożywieniem jest wykorzystywane do syntezy (wytwarzania) serotoniny w ustroju, zaś 1% służy do produkcji tego związku w mózgu. Niemniej jednak, synteza serotoniny jest jednym z najważniejszych szlaków przetwarzania tryptofanu i stanowi przedmiot intensywnych badań naukowych.

Uważa się, że na szybkość powstawania serotoniny w mózgu ma wpływ wiele czynników, m.in. stres, insulinooporność, niedobór magnezu  i witaminy B6, a także wiek. Jednakże wydaje się, że największy udział spośród tych elementów ma właśnie dostępność tryptofanu.

Poprzez udział w syntezie serotoniny uważa się również, że tryptofan jest zaangażowany w regulowanie działania układu hormonalnego, w tym hormonów takich jak kortyzol, prolaktyna i hormon wzrostu.

Poza wpływem na produkcję serotoniny, zaobserwowano, że spożywanie tryptofanu wiąże się również ze wzrostem stężenia innych neuroprzekaźników, takich jak dopamina, noradrenalina i beta-endorfina odpowiedzialnych za prawidłowe funkcjonowanie organizmu .

Jakie są efekty działania tryptofanu na układ nerwowy?

• Wyniki przeprowadzonych badań naukowych pokazały, że osoby, które spożywały hydrolizat białka bogaty w tryptofan cechowały się wyższym wychwytem tryptofanu przez mózg. Co więcej u tych osób odnotowano poprawę nastroju w warunkach chronicznego narażenia na stres.
• W badaniach przeprowadzonych przez Lindseth i wsp. zaobserwowano, że stosowanie diety bogatej w tryptofan może zmniejszać objawy depresyjne i lęki.
• Autorzy przeglądu wielu badań naukowych wykazali, że tryptofan jest bardziej skuteczny w łagodzeniu depresji niż placebo. Jednakże naukowcy podkreślają, że brakuje w literaturze wiarygodnych badań, które mogłyby jednoznacznie potwierdzić właściwości przeciwdepresyjne tryptofanu.
• Badanie wykonane z udziałem 16 osób próbujących rzucić palenie wykazało, że tryptofan w połączeniu z dietą wysokowęglowodanową i terapią związaną z zaprzestaniem palenia powodował obniżenie lęku i złagodzenie objawów odstawienia tytoniu. Odnotowano, że ludzie otrzymujący suplementy diety z tryptofanem palili mniej papierosów w porównaniu do placebo.

Tryptofan może mieć wpływ na poziom melatoniny i jakość snu

Tryptofan wykorzystywany jest przez ustrój do produkcji melatoniny - hormonu odpowiedzialnego za regulację naszego rytmu okołodobowego.

W 2016 roku opublikowano wyniki badań przeprowadzonych z udziałem mieszkańców USA, w których analizowano związek pomiędzy spożyciem tryptofanu, a snem. Naukowcy odnotowali, że wśród dorosłych Amerykanów średnia spożycia tryptofanu wynosiła 826 mg/dzień, co oznacza kilkukrotnie wyższą porcję tego składnika niż jest oficjalnie zalecana. Na podstawie zebranych materiałów, autorzy doświadczenia jednoznacznie wskazali, że wysokie spożycie tryptofanu było istotnie związane z wydłużeniem czasu snu.

Korzystny wpływ tryptofanu na jakość snu został potwierdzony przez Bravo i wsp., którzy uczestnikom badania podawali produkty zbożowe wzbogacone w tryptofan. Zaobserwowali oni, że spożycie zbóż zawierających wyższe ilości tryptofanu zwiększyło skuteczność snu, jak również przedłużyło czas jego trwania. Dodatkowo stwierdzono, że spożycie tryptofanu wiązało się ze zmniejszeniem fragmentacji snu, czyli ograniczeniem mikroprzebudzeń niszczących prawidłową strukturę snu i przyczyniających się do niedoboru snu. Co więcej wykazano, że spożycie tryptofanu powodowało skrócenie latencji snu (ang. sleep latency), czyli skrócenie czasu jaki upływa od położenia się spać do pierwszego wystąpienia drugiego stadium snu (dla uproszczenia można to po prostu określić czasem zasypiania).

Podobnie, badania przeprowadzone na grupie 15 osób cierpiących na bezsenność wykazały, że spożywanie 1 g tryptofanu dziennie skracało czas wymagany do zaśnięcia. Dodatkowo stwierdzono, że tryptofan w ilości 250 mg/dzień powodował wydłużenie czwartego, czyli najgłębszego etapu snu, nazywanego snem wolnofalowym.

Tryptofan uczestniczy w produkcji kinureniny chroniącej przed szkodliwym działaniem UV

Ważnym szlakiem metabolicznym tryptofanu jest jego udział w powstawaniu cząsteczki nazywanej kinureniną. Aż ok. 90% dostarczonego tryptofanu bierze udział w tym procesie. Kinurenina jest mało znanym składnikiem występującym w naszym organizmie ale nie oznacza to, że jest nieistotna. Z kinureniny powstają kwasy kinureninowy i kwas chinolinowy, które regulują aktywność neuroprzekaźników (np. glutaminianu). Wiadomo jest również, że kinurenina działa jako filtr ultrafioletowy (UV) w naszym ustroju i chroni siatkówkę oka przed uszkodzeniem wywołanym promieniowaniem świetlnym.

Tryptofan może łagodzić objawy zespołu przedmiesiączkowego (PMS)

Przeprowadzone badania pokazały, że suplementacja tryptofanem może zmniejszać objawy przedmiesiączkowego zaburzenia dysforycznego (ciężki typ PMS), takie jak huśtawki nastroju, drażliwość, napięcie.

Tryptofan wykorzystywany jest do produkcji tryptaminy

Tryptofan jest zaangażowany w produkcję tryptaminy. Badania na zwierzętach pokazały, że tryptamina kontroluje równowagę aktywności neuroprzekaźnika - serotoniny, pomiędzy jego właściwościami pobudzającymi i hamującymi. Z tego względu można powiedzieć, że pośrednio tryptofan bierze udział w regulacji działania serotoniny.

Tryptofan: źródła

Tryptofan występuje w produktach wysokobiałkowych (mięsie, produktach mlecznych, nasionach, orzechach)

Tryptofan będąc aminokwasem występuje głównie w produktach białkowych, takich jak mięso, ryby, owoce morza, białka jaj, mleko i produkty mleczne (np. ser Parmezan, ser Mozzarella). Stosunkowo wysokie ilości tryptofanu można znaleźć również w orzechach (np. nerkowce, orzechy włoskie, orzechy laskowe), ziarnach i suchych nasionach roślin strączkowych (np. soja, ciecierzyca). W zdecydowanie mniejszych ilościach jest obecny w warzywach i owocach.

Tryptofan: dawkowanie

W naszym organizmie tryptofan nie jest magazynowany przez długi okres, stąd występuje on w ustroju w najmniejszych ilościach w porównaniu do pozostałych aminokwasów. Jednakże nie jest to szczególnym powodem do zmartwień ponieważ tylko stosunkowo niewielkie jego ilości są potrzebne do zapewnienia zdrowia.

Tabela 1. Zapotrzebowanie człowieka na tryptofan

Wiek	Dawka tryptofanu (mg/kg masy ciała/dzień
	Mężczyźni	Kobiety
0-6 miesięcy	28	28
7-12 miesięcy	13	13
1-3 lat	8	8
4-8 lat	6	6
9-13 lat	6	6
14-18 lat	6	5
>19 lat	5	5
Ciąża	-	7
Karmienie piersią	-	9

Produkty o wysokim indeksie glikemicznym (IG) zwiększają poziom tryptofanu

Przeprowadzone badania pokazały, że spożywanie produktów spożywczych o wysokim indeksie glikemicznym (IG) i wysokim ładunku glikemicznym (ŁG) może zwiększać biodostępność tryptofanu. Mówiąc w skrócie – dostarczanie tryptofanu w posiłkach o wysokim IG i ŁG spowoduje, że więcej tego aminokwasu wchłonie się z jelit do krwioobiegu i w konsekwencji więcej będzie go dostępnego na potrzeby organizmu.

Jednak ten sposób na zwiększenie poziomu tryptofanu należy bardziej potraktować jako ciekawostkę. Dlaczego? Po pierwsze niedobór tryptofanu nam nie grozi, bo i tak zazwyczaj dostarczamy go wystarczająco dużo. Po drugie nie zaleca się spożywania produktów spożywczych o wysokim indeksie glikemicznym, ponieważ może to doprowadzić do zaburzeń gospodarki węglowodanowej objawiających się rozwojem insulinooporności lub cukrzycy typu 2.

Niektóre aminokwasy ograniczają transport tryptofanu do mózgu

Tryptofan uważany jest za istotny składnik dla prawidłowego funkcjonowania naszego mózgu. Stąd bardzo ważne jest, żeby mógł on przekraczać barierę krew-mózg i gromadzić się w mózgu w wysokich ilościach. Jednakże aby tak się stało, samo spożycie tryptofanu nie jest wystarczające.

Ważne jest również to, jakie inne aminokwasy dostarczamy jednocześnie podczas spożycia produktów bogatych w tryptofan. Wynika to z tego, że aminokwasy z grupy tzw. dużych neutralnych aminokwasów (LNAA), do których należy wspomniany tryptofan, jak również: walina, metionina, izoleucyna, leucyna, histydyna, treonina, arginina, tyrozyna, fenyloalanina współzawodniczą o „miejsce” w transporterach umożliwiających przeniesienie ich z krwi do mózgu. To wyjaśnia, dlaczego posiłek bogaty w białko zwiększa poziom tryptofanu we krwi, ale już niekoniecznie jego wychwyt do mózgu.

Istotny jest stosunek zawartości tryptofanu do innych aminokwasów

Jeżeli zależałoby nam na dostarczeniu tryptofanu do mózgu trzeba spojrzeć na stosunek zawartości tryptofanu w produkcie do ilości wspomnianych aminokwasów konkurujących. Im więcej tryptofanu w porównaniu do wspomnianych aminokwasów, tym prawdopodobnie większe jego ilości przedostaną się do mózgu. Dlatego też jeżeli zależy nam szczególnie na dostarczaniu wraz z dietą wysokich ilości tryptofanu w kontekście produkcji z niego serotoniny, warto wybierać produkty o wysokim stosunku tryptofanu do pozostałych aminokwasów (patrz Tabela 2).

Warto też zauważyć, że w przeciwieństwie do pozostałych 19 aminokwasów, ok. 75-85% (a nawet i możliwe, że 95%) tryptofanu krążącego we krwi jest związane z białkami – albuminami. Uważa się, że barierę krew-mózg może przekraczać głównie tryptofan wolny (niezwiązany z białkami). Aby tryptofan połączony z albuminami mógł zostać przetransportowany do mózgu musi ulec najpierw rozłączeniu. Jest to możliwe, jednak uważa się, że ok. 75% tryptofanu związanego może zostać w ten sposób przekształcona. Potwierdza to tylko to, że proces przedostania się tryptofanu do mózgu jest utrudniony.

Tabela 2. Stosunek tryptofanu do aminokwasów konkurujących w produktach spożywczych.

Produkt	Stosunek tryptofanu do aminokwasów konkurujących
Mięso z indyka bez skóry	0,043
Mięso z kurczaka bez skóry	0,046
Mleko pełne	0,081
Mleko 2% tłuszczu	0,044
Pieczywo pszenne	0,060
Czekolada mleczna	0,059
Ser Cheddar	0,040
Orzeszki ziemne	0,041
Śliwki suszone	0,074
Banan	0,046
Jabłka	0,029

Dieta bogatobiałkowa nie sprzyja przedostawaniu się tryptofanu do mózgu

Dane naukowe wskazują, że stosowanie diety bogatobiałkowej niekorzystnie wpływa na stosunek tryptofanu do aminokwasów konkurencyjnych. Oznacza to, że produkty o wysokiej zawartości białka (zawierające jednocześnie wiele aminokwasów konkurujących) zmniejszają ilość tryptofanu, jaka może przeniknąć do mózgu.

Niejednokrotnie stwierdzono, że spożywanie posiłków wysokowęglowodanowych pozytywnie zwiększa ten stosunek, przez co umożliwia większą syntezę serotoniny w mózgu. Jednakże naukowcy przypuszczają, że możliwość pewnego kontrolowania dostępności tryptofanu dla mózgu poprzez spożywanie produktów wysokobiałkowych lub wysokowęglowodanowych nie prowadzi w ostateczności do zmian tak istotnych aby znalazły one istotne znaczenie dla zdrowia.

Tryptofan: niedobór

Szacuje się, że średnie spożycie tryptofanu przez osoby dorosłe wynosi 900-1000 mg/dzień. Porównując to z zalecanym zapotrzebowaniem (dla osób dorosłych  będzie to ok. 300-400 mg) wychodzi na to, że w populacji ogólnej nie obserwuje się zwykle niedoborów tego składnika.

Alkohol zmniejsza poziom tryptofanu w mózgu

Stwierdzono, że nadmierne spożywanie alkoholu prowadzi do obniżenia stosunku tryptofanu do aminokwasów konkurencyjnych co powoduje zmniejszoną produkcję syntezy serotoniny w mózgu. Dodatkowo zaobserwowano, że po spożyciu alkoholu obniża się poziom tryptofanu we krwi.

Prawdopodobnie brak tryptofanu może prowadzić do obniżenia nastroju i objawów depresyjnych u niektórych osób

Można spotkać się z ogólną opinią, że niedobór tryptofanu prowadzi do pogorszenia się nastroju (w wyniku zmniejszonego wytwarzania serotoniny). Brzmi to bardzo logicznie i sensownie. Jednak dla świata nauki kwestia ta nie jest jednoznacznie rozstrzygnięta.

Naukowcy raczej skłaniają się ku stwierdzeniu, że wskutek głębokiego niedoboru tryptofanu mogą rozwinąć się objawy depresyjne i pogorszenie nastroju, jednakże może mieć to miejsce szczególnie u osób „biologicznie” podatnych/wrażliwych na wystąpienie depresji w przyszłości . Co ciekawe, wyniki badań pokazują, że kobiety mogą być bardziej podatne na obniżenie nastroju z powodu niedoboru tryptofanu niż mężczyźni.

Wbrew obiegowej opinii, trzeba podkreślić, że w przypadku osób zdrowych, niedobór tryptofanu raczej nie wywołuje objawów depresyjnych i pogorszenia nastroju.

Niski poziom tryptofanu może być przyczyną pogorszenia się pamięci

Znaczenie tryptofanu dla naszych funkcji pamięciowych nie zostało jednoznacznie potwierdzone, jednakże istnieją przesłanki naukowe, które wskazują, że u osób z niedoborem tryptofanu może nastąpić osłabienie pamięci. Co ciekawe efekt ten jest bardziej widoczny w przypadku kobiet niż mężczyzn. Warto zauważyć jednak, że w wielu badaniach nie stwierdzono objawów pogorszenia różnych rodzajów pamięci wskutek niedoboru tryptofanu.

Niedobór tryptofanu wpływa na przebieg PMS

W badaniach przeprowadzonych z udziałem 16 kobiet wykazano, że deficyt tryptofanu w organizmie prowadził do wystąpienia ciężkich objawów przedmiesiączkowych, zwłaszcza drażliwości.

Brak tryptofanu może wzmagać zachowania agresywne

Uważa się, że niski poziom serotoniny może być związany z agresywnym zachowaniem i impulsywnością. Z uwagi na fakt, że tryptofan uczestniczy w produkcji serotoniny, przypuszcza się, że jego niedobór może również być przyczyną zachowań agresywnych.

W przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że u mężczyzn agresja była podwyższona w przypadku niedoboru tryptofanu. Odnotowano również wyższe stężenie tryptofanu we krwi u mężczyzn nieagresywnych niż agresywnych. Z tego względu uważa się, że osoby z niedoborem tryptofanu mogą być bardziej podatne na zaostrzenie zachowań agresywnych.

Tryptofan: skutki uboczne

Bezpieczna dawka tryptofanu to 4,5 g/dzień

Ponieważ tryptofan jest powszechnie stosowany jako suplement diety, powstała konieczność oceny bezpieczeństwa jego stosowana w większych ilościach niż te, które możemy dostarczyć wraz ze zwykłą dietą. W tym celu w 2016 roku wydano specjalny raport, w którym uznano, że górny limit bezpiecznego spożycia tryptofanu wynosi 4,5 g/dzień. Oznacza to, że poziom tryptofanu, przy którym nie wystąpią skutki uboczne jest 4-5-krotnie wyższy niż średnia ilość, którą codziennie powszechnie spożywamy.

Nadmiar tryptofanu może hamować działanie tyrozyny

Zarówno tryptofan jak i tyrozyna wykorzystują te same mechanizmy, aby przedostać się do mózgu. W konsekwencji nadmierna suplementacja tryptofanem zmniejsza wchłanianie tyrozyny, która podobnie jak tryptofan uczestniczy w powstawaniu wielu neuroprzekaźników i łagodzeniu depresji. Z tego względu wydaje się być bezzasadne, aby jednocześnie stosować tryptofan i tyrozynę.

Stosowanie mega dawek tryptofanu tylko sporadycznie wywołuje działania niepożądane

Dane naukowe pokazują, że w pojedynczych przypadkach i bardzo rzadko, przy regularnym stosowaniu bardzo wysokich ilości tryptofanu (np. w formie suplementów diety), na poziomie 70-200 mg/kg masy ciała (czyli ok. 14-40 razy więcej niż jest to zalecane) mogą wystąpić objawy takie jak drżenie, zawroty głowy, nudności. Szczególnie taka sytuacja może mieć miejsce u osób jednocześnie przyjmujących leki przeciwdepresyjne.

W skrajnych przypadkach łączenie suplementów diety zawierających tryptofan z wspomnianymi lekami może doprowadzić do tzw. zespołu serotoninowego objawiającego się majaczeniem, miokloniami (napadowymi skurczami mięśnie), hipertermią (podwyższoną temperaturą ciała) i śpiączką. Wysokie dawki tryptofanu mogą powodować również senność, co akurat u osób z zaburzeniami snu jest to atutem.