Триптофан и нервная система
Добавление в рацион этой аминокислоты рассматривается как средство в лечении депрессии и нарушений сна, главным образом из-за связи триптофана с синтезом серотонина (гормона радости) и мелатонина (гормона сна). Кроме этого добавки триптофана используются как дополнительное средство помогающее лечить когнитивные расстройства, депрессию или нейродегенеративные заболевания.
Снижение секреции серотонина, в свою очередь, связано с расстройством аутистического спектра, ожирением, анорексией и булимией нервной системы, а также другими заболеваниями, представляющими симптомы периферических заболеваний. Литература убедительно свидетельствует о том, что триптофан играет значительную роль в правильной работе оси мозг-кишечник и иммунологии.
Имеющаяся информация позволяет рассматривать триптофан как важный диетический компонент из-за его роли в пути серотонина [1].
Функции триптофана
Является субтратом для синтезирования Ниациана (витамин B3)
Триптофан, который мы получаем с пищей метаболизируется в ниацин (витамин B3). Этот процесс происходит в печени. В свою очередь витамин B3 – является витамином B-комплекса. Он принимает участия во всех процессах, где жир и сахар преобразовываются в энергию. Обмен аминокислот без ниацина в организме не может осуществляться.
Из триптофана синтезируется такой гормон, как серотонин
Триптофан является участником реакции образования «гормона счастья» – серотонина. Этот гормон помогает нормализовать и регулировать аппетит, сон и настроение человека. Большая часть запаса серотонина находится в пищеварительном тракте. Серотонин синтезируется из триптофана при помощи гидоксилазов (группа ферментов).
Помогает набрать мышечную массу
Так как эта аминокислота выступает материалом для построения белков, то прием ее будет необходим в период набора массы.
В присутствии триптофана гипофиз способен больше синтезировать гормона роста (анаболический гормон), что положительно сказывается на наборе мышечной массы и позволяет ускорить синтез белка.
Помогает регулировать аппетит
Триптофан незаменим на «сушке», так как он способе нормализовать аппетит, путем уменьшения чувства голода. Также способствует быстрому насыщению пищей и уменьшает тягу к высокоуглеводным продуктам. Это происходит за счет нормальной секреции серотонина. И теперь пища для вас не является источником удовольствия, а лишь является источником необходимых калорий, питательных веществ и компонентов. Это возможно лишь при нормальном синтезе серотонина, чему и способствует триптофан.
Помощником в синтезировании серотонина и ниацина из триптофана является витамин B6. Также в метаболизме триптофана участвуют витамин C, магний и фолиевая кислота. Поэтому, если организм не дополучает данных компонентов, то метаболизм серотонина и ниацина замедляется, или вовсе может нарушиться. Поэтому, прием триптофана должен сопровождаться необходимым количеством этих веществ, чтобы обеспечить в полной мере функции данной незаменимой аминокислоты.
Метаболизм триптофана
Ежедневное потребление триптофана с пищей, рекомендованное ВОЗ составляет 4 мг/кг (от 1/2 до 2 г в день). Кроме того, важно знать, что поступление триптофана в мозг зависит от количества свободного триптофана в крови и от концентрации других аминокислот (например ВСАА), которые конкурируют с триптофаном за транспортеры, используемые для прохождения гемато-энцефалического барьера.
Фермент триптофан гидроксилаза, катализирующий переход триптофана в 5-гидрокситриптофан (5-НТР), может быть ингибирован различными факторами, такими как стресс, инсулинорезистентность, дефицит витамина В6 или дефицит магния. По этой причине магний и витамин В6 часто используются совместно при расстройствах нервной системы. Их недостаток мешает триптофану осуществить превращение в 5-НТР и в последующем в серотонин [2].
Часто задаваемые вопросы
Нет, поскольку это будет препятствовать проявлению их эффектов на развитие центрального утомления, которое у ВСАА и L-триптофана противоположно. Надо определиться, что важнее в данный момент времени — способность справляться с болезненностью при нагрузках или развитием центрального утомления. Триптофан является предшественником для нейротрансмиттера 5-гидрокситриптамина (5-HT или серотонин), который участвует в развитии чувства утомления. Увеличение содержания свободного триптофана в плазме крови приводит к увеличению скорости поступления триптофана в головной мозг. Это должно привести к более высокому уровню 5-HT, который может вызвать центральную усталость. Центральная усталость связана с такими клиническими состояниями, как синдром хронической усталости и послеоперационная усталость. Повышенное содержание свободного триптофана в плазме крови приводит к увеличению соотношения концентрации свободного триптофана к аминокислотам с разветвленной цепью (BCAA), которые конкурируют с триптофаном за вход в головной мозг через гематоэнцефалический барьер.
Концентрация этих аминокислот в плазме крови была измерена у пациентов с синдромом хронической усталости (СХУ) до и после физической нагрузки (Castell et al., 1998), а также у пациентов, перенесших крупную хирургическую операцию (Yamamoto et al., 1997). У пациентов с СХУ концентрация свободного триптофана в плазме перед физической нагрузкой была выше, чем в контрольной группе. Это может указывать на аномально высокий уровень 5-HT головного мозга у пациентов с СХУ, приводящий к стойкой усталости. В контрольной группе свободный триптофан плазмы крови, как и положено, был повышен ПОСЛЕ максимальной физической нагрузки, когда и должно ощущаться утомление. Очевидная неспособность пациентов с СХУ изменять концентрацию свободного триптофана в плазме или соотношение свободного триптофана/BCAA во время физической нагрузки может указывать на повышенную чувствительность мозговых 5-НТ рецепторов, что было продемонстрировано в других исследованиях (Clear et al., 1995).
В процессе послеоперационного восстановления после крупных оперативных вмешательств концентрация свободного триптофана в плазме крови была заметно повышена по сравнению с исходным уровнем; соотношение свободного триптофана/BCAA в плазме крови также было повышено после операции. Обеспечение BCAA улучшило умственную работоспособность у спортсменов после тренировки на выносливость (Blomstrand et al., 1995, 1997). Предполагается, что добавление BCAA может помочь противодействовать эффектам увеличения содержания свободного триптофана в плазме и, таким образом, улучшить состояние пациентов во время или после некоторых клинических стрессовых состояний (нагрузка или хирургическая операция).
Источник: Adv Exp Med Biol. 1999;467:697-704. The Role of Tryptophan in Fatigue in Different Conditions of Stress. L M Castell, T Yamamoto, J Phoenix, E A Newsholme.
Триптофан как предшественник серотонина
Триптофан является единственным предшественником нейромедиатора серотонина. Дополнительное употребление триптофана может форсировать нейротрансмиссию серотонина для произведения терапевтически важных влияний и устранения серотонинового дефицита. Нервная анорексия (НА) расстройство пищевого поведения, связанное с высоким уровнем сопутствующей психиатрической патологии, включая психоз, гиперактивность, депрессию и тревогу, имеет самую высокую летальность из всех психиатрических заболеваний. Данные свидетельствуют о том, что чрезмерное соблюдение диеты и ограничение пищи может уменьшить уровень триптофана и, соответственно, серотонина в головном мозге у пациентов, вызывая депрессию, психоз и гиперактивность. Установлено, что в целом, пациенты с депрессией имеют дефицит триптофана по отношению к здоровым субъектам. В двух интервенционных исследованиях, в которых ставилось целью изучить влияние дополнительного приема L-триптофана или 5-НТР на депрессию, было зафиксировано, что и препараты триптофана и 5-НТР показали превосходство над плацебо в облегчении депрессивных симптомов [3].
В одном исследовании в качестве испытуемых выступали пациенты мужского пола, страдающие алкоголизмом и связанными с этим депрессией и нарушением сна. Испытуемые, принимавшие L-триптофан по 3 г в день, на протяжении 4-х дней, отмечали гораздо более низкий уровень депрессии, чем участники получающие плацебо [4].
Ниацин
Ниацин, который также называется никотиновой кислотой или витамином PP, участвует в метаболизме белков, жиров, аминокислот, в ряде окислительно-восстановительных реакций (в частности – в липидном обмене). Также ниацин снижает уровень холестерина и расширяет кровеносные сосуды (в том числе – в мозгу). В медицине его применяют для лечения ряда заболеваний – от расстройств ЖКТ до цирроза печени. В контексте занятий спортом ниацин необходим спортсменам, так как он участвует в более чем 60 метаболических реакциях. За счет расширения сосудов ниацин улучшает питание мышц, повышая производительность. В результате стимуляции кровообращения в головном мозге за счет дополнительного приема ниацина улучшается память и координация движений.
Влияние триптофана на сон
Наиболее ранние полученные экспериментальным путем результаты убедительно продемонстрировали вызывающие сон эффекты L-триптофана в дозах от 1 до 15 г перед сном. Но более позднее лабораторное исследование расширило кривую «доза-реакция», сравнивая еще меньшие дозы 1/4, 1/2 и 1 г L-триптофана в сравнении с плацебо у 15 субъектов с умеренной бессонницей (задержка сна более 30 минут). Один грамм L-триптофана значительно уменьшал латентность сна, но и более низкие дозы произвели тенденцию в таком же направлении. IV стадия сна была значительно увеличена на 1/4 г L-триптофана перед сном. Таким образом, эффективная дозировка триптофана принимаемого перед сном может быть в пределах 1-го грамма [5].
Содержание триптофана в пище
Триптофан содержится в следующих продуктах:
- В рыбе и морепродуктах: икра черная, икра красная, лосось, скумбрия, карп, кальмары.
- В мясных продуктах: курица, индейка, говядина, баранина, свинина, яйца.
- В молочных продуктах: сыр, молоко, творог.
- В крупах и бобовых: пшено, крупа овсяная, перловая, греча, горох фасоль, соевые бобы.
- В орехах.
- Также триптофан содержится в шоколаде, грибах и кураге.
Триптофан также выпускается и некоторыми производителями спортивного питания. Например:
- NOW: L-Tryptophan 500 мг
- Scitec Tryptophan
Влияние триптофана на аппетит
Гормоны кишечника, такие как холецистокинин и глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1), играют роль факторов насыщения. Стратегии для повышения секреции гормонов насыщения могут обеспечить терапевтический подход к лечению ожирения.
В одном исследовании изучалась роль принятого орально триптофана в дозировке 0,52 г и 1,56 г на секрецию указанных гормонов у лиц без диабета. В более высокой дозе L-триптофан стимулировал высвобождение холецистокинина, индуцировал значительное замедление опорожнения желудка и вызывал небольшое увеличение секреции GLP-1 [6]. В другом исследовании на мужчинах с нормальным и лишним весом, 3 г триптофана употребленные за 15 минут до принятия углеводной пищи уменьшили постпрандиальное содержание глюкозы в крови путем замедления гастрического опорожнения [7].
Более поздние эксперименты выявили, что принятый в пределах 1-1,5 г триптофан влияет и на моторику кишечника и его гормональную функцию, заметно уменьшая потребление энергии. Сильная обратная корреляция между потреблением энергии и L-триптофаном в плазме предполагает, что, помимо механизмов кишечника, прямые эффекты циркулирующего L-триптофана также опосредуют его ингибирующее действие на употребление пищи [8].
Еще одно интересное исследование установило связь приема аминокислот с крупномасштабными изменениями в мозговых сетях, участвующих в регуляции метаболизма. Прямая связь между гормонами насыщения и областями мозга, участвующими в регуляции метаболизма, была подтверждена положительной корреляцией между активностью мозга в островковой коре и уровнем инсулина в плазме крови после орального введения L-триптофана (в пределах 1 г). Употребление L-триптофана (или L-лейцина) сразу влияло на специфические сети мозга, которые поддерживают систему еда-вознаграждение и регулировку аппетита [9].
Триптофан при интервальных тренировках
Игроки командных видов спорта лучше работают в полевых условиях, если они ежедневно принимают 600 мг аминокислоты триптофана. Ученые из Барселонского университета пришли к такому выводу, проведя эксперименты над студентами, занимающимися спортом.
Триптофан и физические упражнения
Дискуссии между физиологами о том, повышает ли триптофан работоспособность, как правило, заканчиваются тупиком. Триптофан является предшественником нейротрансмиттера серотонина. Если у вас в мозгу больше серотонина, чем обычно, вы чувствуете себя хорошо. Ваш мозг становится менее чувствительным к боли, и вы будете меньше отвлекаться на неприятные мысли и ненужную информацию. Таким образом, добавление триптофана может создать состояние, которое также помогает улучшить спортивные результаты.
Противоречащие исследования
В 1980-х годах эта мысль вдохновила исследователей Барселонского университета на проведение эксперимента со студентами, занимающимися спортом. Студенты должны были бежать с интенсивностью, которая составляла 80 % от их максимального потребления кислорода. На этом уровне интенсивности вы уже не можете поддерживать беседу, не задыхаясь. Когда испытуемым перед бегом давали 600 мг триптофана, они бегали почти на пятьдесят процентов дольше, чем после приема плацебо. В 1992 году исследователи из Норвежского университета спорта и физического воспитания повторили эксперимент с несколькими модификациями.
Они давали испытуемым 1200 мг триптофана и заставляли их работать на 100% от максимального потребления кислорода. Это не возымело никакого эффекта. [10]
Голландские исследователи в середине девяностых также не зафиксировали никакого эффекта. Они давали своим подопечным триптофан не до, а во время физической нагрузки. [11] Но есть люди, которые больше других не воспринимают, что триптофан может улучшить спортивные результаты, — это исследователи, которые верят в эргогенный эффект BCAA. Эти аминокислоты, согласно общепринятой теории, уменьшают усталость во время выносливости, поскольку они препятствуют поступлению триптофана в мозг, тем самым предотвращая его превращение в серотонин. [12] [13] [14]
Согласно этой теории, мозг способен поглощать лишь ограниченное количество аминокислот. Во время интенсивных физических упражнений мышцы забирают из крови все аминокислоты, кроме триптофана. В результате мозг поглощает больше триптофана и преобразует его в серотонин, а серотонин вызывает у спортсменов чувство усталости. Добавление BCAA ингибирует поглощение мозгом триптофана, снижает усталость и повышает выносливость, в то время как добавление триптофана приводит только к негативным эффектам, говорят сторонники BCAA.
Исследование эффекта триптофана
Испанские исследователи, продемонстрировавшие эффект повышения производительности триптофана в 1988 году, провели еще один эксперимент спустя несколько десятков лет. Ученые заставили 20 занимающихся спортом студентов в возрасте 20-22 года провести часовую интервальную тренировку на велоэргометре. Тренировочная сессия имитировала тренировочную нагрузку игроков командных видов спорта во время матча.
Сначала студенты катались на велосипеде в течение 10 минут при 50 % от их VO2max (уровень максимального потребления кислорода). Затем они проехали ровно 30 секунд с максимальной скоростью. Испытуемым пришлось повторить этот цикл еще три раза. И, наконец, студенты проехали на велосипеде еще 20 минут при 50 процентах их VO2max.
Исследователи провели тест дважды. В одном случае студенты принимали 2 капсулы, содержащие 300 мг триптофана в течение трех дней перед тестом и в день самого теста (за два часа до начала цикла). В сумме они принимали 600 мг триптофана в день.
Результаты влияния триптофана на интервальные тренировки
Добавка сработала. На рисунке ниже показано, что в течение половины взрывных 30-секундных сеансов триптофан приводил к большей средней мощности и большей пиковой мощности. Проще говоря, спортсмены могли крутить педали сильнее, когда они принимали триптофан.
Более того, испытуемые преодолевали большее расстояние за последние 20 минут теста, когда принимали триптофан. Это видно на рисунке выше.
Исследователи обнаружили, что добавление триптофана уменьшает рост усталости. В экспериментах, где триптофан не оказывал эффекта, возможно, что была использована слишком высокая доза триптофана или, что он был дан недостаточно заблаговременно до начала нагрузки. Авторы этого исследования предполагают, что триптофан, возможно, является не только предшественником серотонина, но и родственных соединений, которые не вызывают усталости, а на самом деле могут оказывать стимулирующее действие.
Может ли триптофан изменить поведение?
Если вы принимаете несколько граммов аминокислоты триптофана каждый день, то будете вести себя более доминирующим образом. Это следует из исследования на людях, которое канадские психологи опубликовали в 2001 году в журнале «Neuropsychopharmacology». Согласно представленному материалу добавление триптофана также делает вас немного менее сварливым.
Исследование поведенческих факторов после приема триптофана
В организме ферменты превращают аминокислоту триптофан в 5-гидрокситриптофан (5НТР), а 5-НТР — в серотонин.
Серотонин это нейромедиатор, который играет важную роль в нашем самочувствии. Его уровень обычно снижается при депрессии, но если мы побеждаем в конфликте или поднимаемся по социальной лестнице, уровень серотонина обычно увеличивается.
Исследователи задались вопросом, может ли добавление триптофана изменить поведение, и стали давать 98-ми испытуемым по 3 грамма добавки ежедневно в течение 12 дней. Во время каждого из трех приемов пищи испытуемые принимали по 1 капсуле, содержащей 1000 мг триптофана. В другой раз испытуемым давали плацебо. Исследователи определяли поведение испытуемых, представляя им ежедневно список утверждений, из которых участники эксперимента должны были указать, применимы ли они к их поведению.
Высказывания, связанные с ссорами, были например такими: «я сделал саркастический комментарий» или «я дал неверную информацию», «я проявил нетерпение» и «я повысил голос». Высказывания, связанные с доминирующим поведением, включали «я попросил другого о чем-то», «я высказал свое мнение» и «я поставил цели для другого».
Результаты исследования
Добавка с триптофаном заставила испытуемых вести себя более доминантно, уменьшило сварливость, но не изменило уступчивость. Кроме того триптофан снижал максимальный и средний уровни агрессивного поведения.
Добавка имела побочные эффекты, и наиболее распространенным была усталость. Это, вероятно, связано с тем, что триптофан также превращается в гормон сна мелатонин в конце дня.
«В заключение наше исследование получило предварительные доказательства того, что повышение уровня серотонина может уменьшить агрессивное поведение и увеличить доминирование у здоровых людей», — пишут канадцы. «Эти выводы должны оставаться предварительными до тех пор, пока не будут подтверждены с учетом возможных эффектов порядка. Тем не менее, наше исследование указывает на целесообразность
дальнейших исследований, изучающих влияние специфических нейромедиаторных систем на социальное взаимодействие человека в повседневной жизни. Эти исследования могут быть также распространены на пациентов, страдающих различными видами психопатологии, и могут выявить, в какой степени различные психофармакологические средства, а также психотерапевтические методы изменяют конкретные аспекты социального взаимодействия».
