Źródła tryptofanu. Skąd czerpać ten związek?

„Aby czuć się szczęśliwie od samego rana, musimy zjeść na śniadanie banana, tuńczyka albo czekoladę – te produkty zawierają tryptofan, który jest prekursorem hormonu szczęścia”. Jak widać, sposobów na odnalezienie szczęścia niektórzy szukają nawet w diecie. Wydaje się, że dawka produktów, zawierających tryptofan, na śniadanie ma sens.

Wiele osób szuka też drogi na skróty, poszukując suplementów tryptofanu. Tryptofan rzeczywiście jest substancją pełniącą wiele istotnych funkcji w naszym organizmie. Czy kupowanie tabletek ma sens?

Czym jest tryptofan?

Tryptofan jest aminokwasem egzogennym. Nie może być syntetyzowany in vivo, będąc niezbędnym składnikiem diety. Jak i wszystkie aminokwasy, w swojej naturalnej postaci należy do szeregu L-aminokwasów. Dlatego często można spotkać nazwę L-tryptofan.

Pamiętamy, że aminokwasy to przede wszystkim składowe białek. Oznacza to, że organizm może i musi je wykorzystywać dla syntezy swoich własnych białek ustrojowych. Tryptofan nie jest wyjątkiem. Dostarczany jest z pożywieniem w postaci związanej z innymi aminokwasami jako białko po enzymatycznej degradacji wiązań peptydowych. Podczas trawienia stanowi część puli aminokwasów organizmu. Organizm z kolei wykorzystuje tryptofan dla syntezy białek ustrojowych. To świadczy o dużej roli L-tryptofanu w procesach wzrostu i rozwoju u dzieci, a także podtrzymywaniu i zwiększeniu masy mięśniowej [1].

Metabolizm tryptofanu nie kończy się na syntezie białek. Jest to wyjątkowy aminokwas o dużo szerszym spektrum działania niż inne aminokwasy. Pod wpływem enzymu hydroksylazy tryptofanowej z L-tryptofanu jest syntetyzowany 5-hydroksytryptofan, inaczej 5-HTR. Związek ten jest często błędnie uważany za sam tryptofan. Jest to jednak tylko metabolit tryptofanu na drodze syntezy serotoniny – hormonu szczęścia [2].

Przy niewystarczającej podaży witaminy PP z pożywieniem tryptofan może być endogennym jej źródłem [1]. To jednak tylko w sytuacjach, kiedy razem z tryptofanem są obecne inne witaminy z grupy B. Nie warto postrzegać tryptofanu jako alternatywę witaminy PP. Taki szlak jednal ma miejsce w organizmie przy jej niedoborach [4], [5].

Tryptofan z żywności czy tabletek?

Jeżeli tryptofan jest prekursorem hormonów szczęścia i snu, to może warto zwiększyć jego spożycie? Niestety czekolada mleczna na śniadanie, obiad i kolację humoru ci nie poprawi, jak i banan, tuńczyk i inne źródła tryptofanu. W tych produktach tryptofan jest zawarty jako aminokwas składowy białek. Teoretycznie, tryptofan znajdujący się w puli aminokwasów organizmu, która bierze się ze spożycia białek, musi uczestniczyć również w syntezie serotoniny i melatoniny. Natomiast w praktyce ten tryptofan w pierwszej kolejności wykorzystuje się dla odbudowywania białek ustrojowych.

Badania [6] potwierdzają, że aby tryptofan mógł być katabolizowany do hormonów, trzeba podawać go jako suplement. Przy czym najlepiej podawać 5-hydroksytryptofan, ponieważ jest to L-tryptofan, który przeszedł pierwszy etap szlaku syntezy hormonów. Taki związek już nie może być wykorzystywany przez organizm dla syntezy białek ustrojowych.

Ogólne doniesienia mediów dotyczące działania tryptofanu są często mylące i niejednoznaczne. Wiele ich porad i informacji jest niezgodnych z podstawową biochemią. Lista „pokarmów bogatych w tryptofan” wychwalanych przez popularne publikacje jest szeroka i obejmuje następne produkty:

• banany,
• indyk,
• czekolada,
• daktyle,
• papaja,
• drób,
• mleko,
• owies,
• różne orzechy,
• fasola,
• ciecierzyca,
• nasiona słonecznika,
• nabiał,
• awokado,
• jajka,
• czerwone mięso,
• soja i produkty sojowe,
• tuńczyk,
• skorupiaki,
• brązowy ryż,
• soczewica,
• owoce morza,
• produkty pełnoziarniste,
• buraki.

Pokarmy bogate w białko, takie jak mięso, drób, produkty mleczne, orzechy, fasola i jajka zawierają tryptofan (Tabela 1), ale tryptofan jest aminokwasem ograniczającym w większości źródeł białka. Oznacza, że ​​jest to aminokwas niezbędny, który jest obecny w najmniejszej ilości w tym źródle pożywienia.

Jak widać w tabeli 1, owoce i warzywa są ogólnie słabymi źródłami białka i nie mogą być postrzegane jako istotne źródła tryptofanu. Inną kwestią jest to, że nawet jeśli żywność jest bogata w białko, a zatem bogata w tryptofan, może nie być zwykle spożywana w wystarczających ilościach lub częstotliwościach, aby była znaczącym źródłem pokarmowym tego aminokwasu.

Jednak wiele ogólnych artykułów medialnych podaje sprzeczne i niepraktyczne rady. Media często powodują przeświadczenie, że nastrój można poprawić dzięki „pokarmom bogatym w tryptofan” w celu podniesienia poziomu serotoniny. Wątpliwe jest, czy zmiany w diecie mające na celu regulowanie poziomów tryptofanu, nawet jeśli są osiągalne, byłyby korzystne dla populacji ogólnej, a nie tylko dla osób z depresją i innymi zaburzeniami spowodowanymi niskim poziomem serotoniny [7].

Czy to oznacza, że pomiędzy żywnością a tabletkami powinniśmy wybierać tabletki? Konieczność obecności tryptofanu w żywności jest równoznaczna z obecnością w niej pełnowartościowego białka. Natomiast do tryptofanu jako leku przeciwdepresyjnego i wspomagającego w walce z bezsennością jeszcze wrócę.

Tryptofan w diecie

Jako aminokwas, czyli składnik białka, tryptofan znajduje się w pożywieniu. Już wspomniałam o tym, że jest to aminokwas egzogenny. Nie może być syntetyzowany w organizmie człowieka. Dlatego tryptofan musi być dostarczany z dietą, jak i inne aminokwasy egzogenne, aby organizm mógł wykorzystać je jako materiał budulcowy dla swoich białek [1].

Produkty bogate w tryptofan

 Wśród produktów bogatych w tryptofan w pierwszej kolejności będzie mowa o produktach znanych jako produkty wysokobiałkowe:

• pierś kurczaka i indyka,
• noga jagnięca,
• krewetki królewskie,
• nasiona roślin strączkowych, czyli soi, bobu, fasoli, soczewicy, tofu, orzechy,
• nasiona słonecznika,
• ser cheddar,
• jaja kurze.

Do dobrych źródeł tryptofanu można dołączyć również:

• awokado,
• banany,
• ryż brązowy,
• kasza owsiana,
• chleb pełnoziarnisty,
• napój sojowy,
• czekolada mleczna.

Poniżej jest przedstawiona tabela zawartości białka i tryptofanu w poszczególnych produktach.

Podkreślam, że w danym przypadku mówimy o źródłach tryptofanu jako aminokwasu egzogennego, a nie tryptofanu, który może polepszać nastrój poprzez syntezę serotoniny!

Produkt	Zawartość białka w 100 g	Zawartość tryptofanu w 100 g
Awokado	2 g	26 mg
Banan	1,7 g	28 mg
Bob (pieczony/w puszce)	4,6 g	66 mg
Ryż brązowy	2,9 g	38 mg
Orzechy nerkowaca (smażone)	16,7 g	319 mg
Ser cheddar	25,9 g	357 mg
Pierś kurczaka	29 g	294 mg
Jaja kurze (gotowane na twardo)	13 g	209 mg
Krewetki królewskie	23,7 g	178 mg
Noga jegnięca	29,7 g	400 mg
Soczewica (gotowana)	6,8 g	49 mg
Czekolada mleczna	8,2 g	112 mg
Kasza owsiana	2 g	25 mg
Orzeszki ziemne (smażone)	25,1 g	285 mg
Napój sojowy	2,6 g	39 mg
Soja, nasiona suche	13,5 g	203 mg
Nasiona słonecznika	22,7 g	347 mg
Tuńczyk (w puszce)	23,8 g	208 mg
Pierś indyka	29,4 g	372 mg
Chleb pełnoziarnisty	8,8 g	112 mg

Tabela 1. Zawartość białka (g) i tryptofanu (mg) w wybranych produktach [7]

Tryptofan jako aminokwas ograniczający

Dla białek niepełnowartościowych, czyli wszystkich białek roślinnych oprócz białka soi i komosy ryżowej, jest charakterystyczna obecność aminokwasu ograniczającego. Aminokwas ograniczający występuje w białku produktu w mniejszej ilości w porównaniu do białka wzorcowego. Obecność aminokwasu ograniczającego przyczynia się do tego, że białko nie może być w całości wykorzystywane dla budowy własnych białek ustrojowych. Nie zapewnia optymalnego wzrostu młodych organizmów oraz utrzymania równowagi azotowej dorosłych [1].

Tryptofan jest aminokwasem ograniczającym niektórych produktów pochodzenia roślinnego. Przykładem może być kukurydza, inne warzywa oraz większość produktów zbożowych oprócz wymienionych powyżej wśród dobrych źródeł tryptofanu. Aby białka ubogie w tryptofan zostały przyswajane i wykorzystane przez organizm jako materiał budulcowy białek ustrojowych, trzeba spożywać źródła takiego białka razem z produktami bogatymi w tryptofan. Wtedy otrzymujemy tak zwane białko komplementarne, które jest białkiem pełnowartościowym.

Dawkowanie

Mówiąc o tryptofanie jako aminokwasie egzogennym, nie możemy go wyodrębnić od innych aminokwasów egzogennych. To oznacza, że musimy zadbać o dostarczanie normy białka pełnowartościowego w całości. Według norm żywieniowych Instytutu Żywienia i Żywności 2020 norma na białko to 0,9 g/kg masy ciała/dobę. Tylko musi to być białko pełnowartościowe.

Co do suplementacji tryptofanu jako oddzielnego czystego związku, zalecane dawkowanie mieści się w zakresie 500-2000 mg dziennie.

Wpływ L-tryptofanu oraz 5-HTR na zdrowie

Suplementom i lekom zawierającym L-tryptofan i jego metabolitu 5-HTR przypisuje się zastosowanie w następnych stanach patologicznych:

• depresja
• lęk
• panika
• zaburzenia snu
• otyłość
• anoreksja
• inne

Spójrzmy na to, co wskazują wyniki badań.

Lek przeciwdepresyjny?

W badaniu przeglądowym w roku 1998 [8] wykazano, że terapeutyczne podawanie 5-HTP jest skuteczne w leczeniu wielu różnych stanów, w tym depresji, fibromialgii, objadania się związanego z otyłością, przewlekłych bólów głowy i bezsenności. Leczenie depresji suplementami 5-HTP obecnie pozostaje w sprzeczności. Wspomniane badanie jest stosunkowo stare i nie skupia się szczegółach wywołania stanu depresyjnego.

We współczesnym świecie depresja jest przeszkodą szczęśliwego życia wielu osób. Etiologia tego stanu patologicznego jest wciąż nie do końca jasna. Ostatnie badania skupiają się na roli serotoniny i zaburzeniu neuroprzekaźnictwa serotoninergicznego w rozwoju depresji.

Ogólnie rzecz biorąc, badania procesów patofizjologicznych leżących u podstaw depresji ciągle wskazują na jej złożoność. Niemniej badania potwierdzają rolę serotoniny w tym zaburzeniu. Celem jednego z badań przeglądowych prowadzonego na Uniwerstycie Pizy [10] było krótkie podsumowanie dostępnych wyników dotyczących serotoniny i depresji, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w metabolizmie tryptofanu (TRP), które mogą przesunąć się z syntezy serotoniny na inne, potencjalnie neurotoksyczne związki, takie jak katabolit tryptofanu, kwas chinolinowy.

Dowody, że synteza kwasu chinolowego z tryptofanu może być promowana przez hormony stresu i cytokiny prozapalne silnie wskazują, że depresję należy obecnie uważać za zaburzenie ogólnoustrojowe, które może być wywołane przez różne czynniki, które ostatecznie celują w układ serotoninergiczny u osób podatnych [10]. To oznacza, że tryptofan nie leczy depresji, jeśli nie pozbędziemy się czynników stresu i nie zadbamy o własny układ odpornościowy.

Związek pomiędzy stresem i odpornością a depresją zostaje wielokrotnie udowodniony w kolejnych badaniach. Na przykład, jedno z nich [11] potwierdza zmianę metabolizmu tryptofanu przez cytokiny prozapalne pod wpływem stresu. Takie wyniki badań wskazują na to, że są czynniki depresji, które przezwyciężają przeciwdepresyjne działanie tryptofanu związane z syntezą serotoniny. Ten temat wymaga dalszych badań. Według obecnej wiedzy zastosowanie 5-HTR w leczeniu depresji jest mniej uzasadnione niż dbanie o odporność i unikanie stresu.

Walka z bezsennością

Patrząc na właściwości chemiczne tryptofanu, wśród których jest synteza melatoniny, teoretycznie można przypisać tryptofanowi właściwość zwalczania bezsenności. Wśród zastosowań tryptofanu w już wspomnianym badaniu przeglądowym 1998 roku jest wymieniona również poprawa jakości snu [9].

W badaniu przeglądowym roku 2019 [12] został opisany związek między snem a odżywianiem. Wykazano, że różne interwencje żywieniowe poprawiają sen, w tym białko bogate w tryptofan. Sen miał regenerujący wpływ na organizm, musi mieć odpowiednią długość i jakość, szczególnie dla sportowców. Ich potrzeby regeneracji fizycznej i psychicznej mogą być większe ze względu na wysokie wymagania fizjologiczne i psychologiczne stawiane im podczas treningu i zawodów.

Wykazano, że sen ma regenerujący wpływ na układ odpornościowy, układ hormonalny, ułatwia regenerację układu nerwowego oraz odgrywa integralną rolę w uczeniu się, pamięci i plastyczności synaptycznej, z których wszystkie mogą mieć wpływ zarówno regenerację sportową, jak i wydajność. Funkcjonalne interwencje, mające na celu poprawę jakości i długości snu lub promowanie ogólnego stanu zdrowia, zdrowego snu, adaptacji do treningu i/lub regeneracji wymagają dalszych badań.

Główną przyczyną tego jest to, że nie można rozpatrywać białka bogatego w tryptofan jako jedynego czynnika, który dobrze wpłynął na sen. Powinno brać się pod uwagę dużo więcej czynników, żeby zastosowanie tryptofanu w walce z bezsennością było udowodnione. W efekcie nie wiemy do końca, czy tryptofan jest albo nie jest skuteczny w walce z bezsennością [12].

Inne właściwości tryptofanu

Z powodu tego, że zmniejszone wydzielanie serotoniny kojarzy się z otyłością, badania przeglądowe często wymieniają tryptofan jako suplement wspomagający zwalczanie otyłości [9], [13]. Jednak ten temat wymaga dalszych badań, ponieważ nie ma twardych dowodów na to, że samo spożycie tryptofanu przyczynia się do odchudzania.

Podawanie tryptofanu może zwiększyć neurotransmisję serotoniny, aby wywołać terapeutycznie ważne efekty w zaburzeniach jej niedoboru. Dlatego możliwe jest zastosowanie tryptofanu w leczeniu anoreksji [13]. Anoreksja, czy inaczej jadłowstręt psychiczny to zaburzenie odżywiania związane z wysokim poziomem współwystępowania zaburzeń psychicznych. Wśród nich można wymienić tym psychozę, nadpobudliwość, depresję i lęku. Ta choroba powoduje najwyższą śmiertelność spośród wszystkich chorób psychicznych.

Dowody sugerują, że nadmierne restrykcje żywieniowe mogą zmniejszać poziom tryptofanu i serotoniny w mózgu u pacjentów z anoreksją. To przyczynia się do depresji, psychozy i nadpobudliwości. Obecnie nie ma zatwierdzonego leczenia farmakologicznego dla pacjentów z tą chorobą. Leki przeciwdepresyjne w dużej mierze stosowane w leczeniu współistniejących chorób psychicznych również nie są zbyt skuteczne. Zastosowanie tryptofanu w leczeniu anoreksji może mieć miejsce, ale też wymaga większej ilości dowodów.

Szczęście nie dla wszystkich

Nawet jeżeli kiedyś okaże się, że tryptofan jest lekiem i na depresję, i na bezsenność, i na otyłość i inne choroby, jest to szczęście dostępne nie dla wszystkich. Nie możemy uciec od uwarunkowań genetycznych.

Serotonina odgrywa rolę w zaburzeniach afektywnych, takich jak depresja i lęk, a także w przypadku snu, funkcji poznawczych i apetytu. Badanie przeglądowe prowadzone w Londynie [15] przeanalizowało dowody, wskazujące, że pewne genotypy mogą łagodzić behawioralne skutki suplementacji prekursorem serotoniny aminokwasu L-tryptofanu, od którego zależy synteza serotoniny.

Jednak 95% serotoniny jest syntetyzowane i wykorzystywane na obrzeżach, a tryptofan jest również metabolizowany poprzez inne szlaki, takie jak szlak kinureninowy. Co więcej, zrozumienie genotypów zaangażowanych w regulację serotoniny rodzi pytania dotyczące uogólniania wpływu tryptofanu na zachowanie u osób o różnych genotypach serotonergicznych.

To oznacza możliwość, że osoby z rodzinną historią depresji po prostu mają do tego genetyczną predyspozycję. Suplementację tryptofanu będą łagodzić geny za to odpowiadające. Albo na odwrót, osoba może być genetycznie wrażliwa na tryptofan, dlatego u takiej osoby skuteczność tryptofanu w polepszeniu nastroju będzie dużo wyższa [7].

Jeszcze inną kluczową zmienną genetyczną jest płeć: u kobiet genotyp S/S’ przewiduje wrażliwość na poprawę nastroju i zmniejszenie ilości kortyzolu przez suplementację tryptofanu podczas stresujących wyzwań. Genotyp L/L’ chroni przed pogorszeniem nastroju wywołanym stresem. U mężczyzn genotyp L/L’ może wiązać się z ryzykiem wywołanego stresem wzrostu negatywnego afektu; nie ma wystarczających danych, aby ocenić wpływ na genotypy mężczyzn S/S’.

Jednak przed wyciąganiem wniosków i formułowaniu zaleceń dotyczących behawioralnych skutków leczenia tryptofanem, potrzebne są lepsze badania oraz rozważenie większej liczby genotypów. Faktem jest to, że istnieją genotypy, które warunkują predyspozycję na depresję i podatność na działanie suplementów tryptofanu. Dlatego działanie tryptofanu nie może być tak samo skuteczne u wszystkich [15].

Toksyczność i skutki uboczne

Wybuch zespołu eozynofilii i bólu mięśniowego (EMS) w 1989 r. u osób stosujących suplementy L-tryptofanu dostępne bez recepty spowodował, że suplementy te zostały zakazane w Stanach Zjednoczonych. EMS charakteryzuje się podwyższoną liczbą eozynofili we krwi, bólem mięśni, a czasem powoduje powikłania neurologiczne i płucne [16], [17].

Suplementacja tryptofanu jako aminokwasu może mieć skutki uboczne, takie jak nudności, wymioty, bóle głowy i senność [18]. Doustna dawka tryptofanu 6 g u zdrowych osób dorosłych znacznie zwiększyła peroksydację lipidów i ilość metabolitów tryptofanu szlaku kinureininowego po 5 i 7 godzinach w porównaniu ze stanem wyjściowym. To potencjalnie sprzyja komórkowemu stresowi oksydacyjnemu, uszkodzeniom lub śmierci, co może mieć konsekwencje kliniczne u osób przyjmujących suplementy tryptofanu lub stosujących popularne diety wysokobiałkowe.

Podsumowanie

Nie wszystko jest takie proste, jak to prezentują popularne media. Jeżeli spojrzymy na wyniki badań przypisywanie tryptofanowi cudownych właściwości okaże się kolejnym mitem. Bananem i czekoladą depresji niestety nie wyleczymy. Co do suplementacji tryptofanu dla poprawy humoru, to wymaga dalszych badań. Obecnie nie ma na to wystarczających dowodów. O co musimy zadbać w pierwszej kolejności, to dostarczanie białka pełnowartościowego, w tym zawierającego tryptofan, w niezbędnych ilościach.

Co do depresji, nawet gdyby tryptofan był na nią udowodnionym i sprawdzonym lekiem, nie polecam w pierwszej kolejności biec do apteki i kupować tryptofan bez konsultacji lekarza. Szczęście jest przede wszystkim w naszych rękach, a nie w tabletkach czy żywności.

Bibliografia:

1. R.K. Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell, Biochemia Harpera, PZWL, Warszawa, 1995.
2. Maffei M. E. (2020). 5-Hydroxytryptophan (5-HTP): Natural Occurrence, Analysis, Biosynthesis, Biotechnology, Physiology and Toxicology. International journal of molecular sciences, 22(1), 181.
3. Friedman M. (2018). Analysis, Nutrition, and Health Benefits of Tryptophan. International journal of tryptophan research : IJTR, 11, 1178646918802282.
4. Mousa, T. Y., & Mousa, O. Y. (2020). Nicotinic Acid Deficiency. In StatPearls. StatPearls Publishing.
5. Shibata, K., Shimada, H., & Kondo, T. (1996). Effects of feeding tryptophan-limiting diets on the conversion ratio of tryptophan to niacin in rats. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 60(10), 1660–1666.
6. Benton, D., & Donohoe, R. T. (1999). The effects of nutrients on mood. Public health nutrition, 2(3A), 403–409.
7. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1601-5215.2010.00508.x
8. Food Standards Australia and New Zealand. NUTTAB 2006 Online version: foods that contain tryptophan. URL www.foodstandards.gov.au, http://www.foodstandards.gov.au/consumerinformation/nuttab2006/onlineversionintroduction/onlineversion.cfm?&action=nutrientFoods&nutrientID=TRYPFD
9. Birdsall T. C. (1998). 5-Hydroxytryptophan: a clinically-effective serotonin precursor. Alternative medicine review : a journal of clinical therapeutic, 3(4), 271–280.
10. Dell’Osso, L., Carmassi, C., Mucci, F., & Marazziti, D. (2016). Depression, Serotonin and Tryptophan. Current pharmaceutical design, 22(8), 949–954.
11. Miura, H., Ozaki, N., Sawada, M., Isobe, K., Ohta, T., & Nagatsu, T. (2008). A link between stress and depression: shifts in the balance between the kynurenine and serotonin pathways of tryptophan metabolism and the etiology and pathophysiology of depression. Stress (Amsterdam, Netherlands), 11(3), 198–209.
12. Doherty, R., Madigan, S., Warrington, G., & Ellis, J. (2019). Sleep and Nutrition Interactions: Implications for Athletes. Nutrients, 11(4), 822.
13. Kałużna-Czaplińska, J., Gątarek, P., Chirumbolo, S., Chartrand, M. S., & Bjørklund, G. (2019). How important is tryptophan in human health?. Critical reviews in food science and nutrition, 59(1), 72–88.
14. Haleem D. J. (2017). Improving therapeutics in anorexia nervosa with tryptophan. Life sciences, 178, 87–93.
15. Gibson E. L. (2018). Tryptophan supplementation a*nd serotonin function: genetic variations in behavioural effects. The Proceedings of the Nutrition Society, 77(2), 174–188.
16. Fernstrom J. D. (2000). Can nutrient supplements modify brain function?. The American journal of clinical nutrition, 71(6 Suppl), 1669S–75S.
17. Barrett S. Notes on the tryptophan disaster. Quackwatch, URL http://www.quackwatch.org/01QuackeryRelatedTopics/DSH/trypto.html, 2010 [Last updated on 22 December 2001; accessed on 18 January 2010].
18. Leathwood, P. D., & Pollet, P. (1982). Diet-induced mood changes in normal populations. Journal of psychiatric research, 17(2), 147–154.