Гидроксилирование триптофана витамин с
После того как было установлено, что антидепрессанты обладают адрено- и серотонинопозитивными эффектами и патогенез эндогенной депрессии связан с дефицитом норадреналина и серотонина, было естественно применить эти моноамины в качестве антидепрессивного средства. Однако, поскольку серотонин и норадреналин не проникают через гематоэнцефалический барьер, для лечения депрессии были использованы их предшественники: триптофан, 5-окситриптофан (5-ОТФ) и ДОФА,. которые хорошо проходят к клеткам мозга. Незаменимая аминокислота триптофан превращается в организме в 5-ОТФ, который, в свою очередь, превращается в серотонин (5-окситриптамин). ДОФА образуется из незаменимой аминокислоты тирозина и превращается в дофамин, который является медиатором дофаминергических нейронов и предшественником норадреналина. Все биогенные амины и их предшественники в живом организме являются лево-вращающими изомерами.
Часть поступающего с пищей триптофана подвергается в печени воздействию триптофанпирролазы (КФ 1. 13.11.11), которая активирует окисление триптофана (кинурениновый путь), в результате чего уменьшается его доля, идущая на синтез 5-ОТФ и, далее, серотонина. Триптофанпирролаза активируется глюкокортикоидами (положительная индукция фермента), вследствие чего при стрессе и в утренние часы, когда уровень кортизола увеличен, большее количество триптофана метаболизируется по кинурениновому пути. Триптофанпирролаза индуцируется также субстратом, т. е, триптофаном. В плазме крови триптофан находится в связанной форме с альбуминами. Неэстерифицированные жирные кислоты конкурируют с триптофаном за альбумины, и увеличение их уровня в плазме приводит к увеличению концентрации свободного триптофана. Лимитирующим ферментом в синтезе серотонина является триптофангидроксилаза, превращающая триптофан в 5-ОТФ, однако этот фермент в норме не насыщен субстратом.
Поэтому важную роль в образовании серотонина в мозге играет скорость транспорта триптофана через гематоэнцефалический барьер [Curzon G., 1980].
Предшественники серотонина триптофан и 5-ОТФ используются при лечении депрессии почти 20 лет, но, тем не менее, до сих пор данные об их эффективности остаются противоречивыми. Так, Н. Van Praag (1982) приводит суммарные данные 14 работ о применении 5-ОТФ, причем положительные результаты были получены в 12 исследованиях, а отрицательные в двух. Антидепрессивное действие 5-ОТФ в дозах от 50 до 3000 мг в день было обнаружено у 191 из 350 лечившихся больных.
Однако в вышедшей за 2 года до этого обзорной статье R. Tissot, H. Shafner (1980) приводятся результаты 5 исследований, причем в 3 из них положительный эффект полностью отсутствовал, а в 2 был неопределенным. Сопоставление этих обзоров показывает, как трудно получить достоверное представление о терапевтическом действии психотропных препаратов, основываясь только на литературных данных, и насколько теоретические установки авторов влияют на подбор и оценку чужих работ.
В собственных исследованиях Н. Van Praag сравнивал 5-ОТФ с наиболее сильным трициклическим антидепрессантом хлоримипрамином и пришел к заключению, что они равноэффективны при лечении «витальной депрессии» униполярной и биполярной, а их сочетание обладает более сильным антидепрессивным действием, чем каждый из препаратов в отдельности. Суточная доза 5-ОТФ в этом исследовании составляла всего лишь 200 мг, но он применялся в сочетании с периферическим ингибитором декарбоксилазы, что уменьшало превращение 5-ОТФ в серотонин на периферии и, соответственно, увеличивало его поступление в мозг.
Еще более неопределенны данные об антидепрессивном действии 1-триптофана: в обзоре Н. Van Praag (1982) приводятся результаты 10 работ, причем в 5 из них триптофан по терапевтическому действию приравнивался к имипрамину или амитриптилину, в 3 антидепрессивный эффект отсутствовал, а в 2 он превосходил плацебо. Эффективность триптофана при биполярном течении МДП была значительно выше, чем при монополярном. Дозы триптофана составляли от 3 до 16 г в сутки. В большинстве работ он применялся в сочетании с аскорбиновой кислотой, пиридоксином и в одной с никотинамидом.
Согласно Н. Van Praag (1982), антидепрессивный эффект 5-ОТФ является несомненным, в то время как терапевтическое действие триптофана слабее и в ряде случаев сомнительно. Это различие вполне объяснимо, так как 5-ОТФ является непосредственным предшественником серотонина, в то время как триптофан должен предварительно превратиться в 5-ОТФ, причем, как указывалось ранее, значительная часть триптофана может уйти по кинурениновому пути метаболизма, а интенсивность этого превращения зависит от ряда факторов.
Таким образом, использование 1-триптофана в качестве самостоятельного антидепрессивного средства представляется малоперспективным, тем более, что как показывают наши и литературные данные, его терапевтическое действие при достаточно долгом применении имеет тенденцию к истощению, а препарат вызывает значительные побочные явления.
Существуют различные способы повысить эффективность триптофана: так, его сочетали с аскорбиновой кислотой, однако, учитывая, что она активирует синтез кортикоидов, которые индуцируют триптофанпирролазу, ценность такой комбинации представляется сомнительной. Пиридоксин (витамин В6)кофермент декарбоксилазы, участвующей в синтезе серотонина, наиболее часто применяется в сочетании с триптофаном. Последние годы вместе с триптофаном обычно назначают два вещества, тормозящие триптофанпирролазу: никотинамид и аллопуринол. Однако эти данные были получены в опытах in vitro и на крысах. A. Green и соавт. (1980) показали, что у людей оба препарата не усиливают терапевтическое действие триптофана. Наиболее эффективной комбинацией является сочетание триптофана с ингибиторами МАО.
Нами было проведено лечение 1-триптофаном 22 больных эндогенной депрессией. У 14 депрессивные состояния характеризовались затяжным течением (1 год и более), низкой терапевтической чувствительностью и значительной тяжестью симптоматики. 16 больных получали ниамид в дозах до 300 мг/день до начала лечения триптофаном, причем последние 2 нед их состояние оставалось стабильным. Остальные больные получали триптофан «в чистом виде». Оптимальные суточные дозы 1-триптофана составили 6 7 г. Как правило, их увеличение вызывало побочные эффекты и не приводило к дальнейшему улучшению состояния больных. Очевидно, это объясняется тем, что триптофан, являясь субстратом триптофанпирролазы, в больших количествах активирует этот фермент. Большую часть дозы мы распределяли на вечерние часы, когда уровень кортизола минимален.
У 2 из 16 больных, получавших триптофан вместе с ниамидом, через 1 2 нед отмечалось полное исчезновение депрессивной симптоматики, которое нельзя было связать со спонтанной ремиссией, учитывая затяжное течение фазы и то, что первые признаки улучшения наступили через несколько дней после начала лечения триптофаном, У 12 больных наступило значительное смягчение депрессии. Это улучшение нельзя было приписать действию одного ниамида, поскольку последние недели он не проявлял терапевтического эффекта. Учитывая неблагоприятное течение и резистентность по отношению к терапии у отобранных больных, полученные результаты представляются обнадеживающими. У 6 больных, получавших только 1-триптофан, глубина депрессии была меньше и у 4 из них фазы не были затяжными. У 1 больной наступило полное исчезновение депрессивной симптоматики и через 2..3 дня возникла мания, а у 1отмечалось значительное улучшение.
Таким образом, в практическом отношении триптофан недостаточно эффективен в качестве антидепрессанта, но в некоторых случаях резистентной к терапии депрессии он может потенцировать действие ингибиторов МАО. Кроме того, исследование антидепрессивного эффекта триптофана имеет важное значение для изучения патогенеза эндогенной депрессии, так как его терапевтическое действие указывает на роль серотонина. Анализ литературных данных и собственные наблюдения позволяют нам прийти к заключению, что 1-триптофан обладает отчетливым, хотя и не сильным, антидепрессивным действием.
В отношении антидепрессивного эффекта ДОФА мнение большинства исследователей сходится: этот препарат не обладает отчетливым терапевтическим действием при эндогенной депрессии. Оно обычно исчерпывается повышением двигательной активности, и при биполярном течении МДП возможна смена депрессии манией. В то же время имеются данные об утяжелении и возникновении депрессивной симптоматики в процессе длительного лечения ДОФА за счет снижения содержания серотонина в мозге. Вероятное объяснение столь низкой эффективности ДОФА заключается в том, что при приеме этого прекурсора в организме увеличивается содержание дофамина и его метаболитов, но не З-метокси-4-оксифенилгликола главного метаболита норадреналина в центральной нервной системе [Gelenberg A. et al., 1982], т. е. ДОФА в основном идет на синтез дофамина, а не норадреналина.
Наши наблюдения полностью совпадают с приведенными литературными данными: из 30 больных эндогенной депрессией с меланхолическим, энергически-депрессивным и депрессивно-деперсонализационным синдромами прием ДОФА в дозах 1 4 г в течение 2 4 нед или препаратов, содержащих ДОФА и периферический ингибитор декарбоксилазы (наком, мадопар), не привел к полному купированию депрессивной симптоматики и наступлению светлого промежутка. У 3 больных биполярным МДП возникли гипоманиакальные и маниакальные эпизоды, причем у одного длительная маниакальная фаза, а у двух кратковременные гневливые мании, вновь сменившиеся депрессией. У половины больных значительно увеличилась двигательная активность и умеренно психическая. У 2 больных усилилась депрессия, а у 3 обострилась тревога. Таким образом, приведенные данные указывают на отсутствие истинного антидепрессивного эффекта у ДОФА.
Источник
ТРИПТОФАН
Триптофан — β-(3-индолил)-α-аминопропионовая кислота, индолаланин; в организме человека и животных не синтезируется, относится к незаменимым аминокислотам. Триптофан входит в состав молекул белков (см.), в т. ч. ферментов (см.), а также является биосинтетическим предшественником алкалоидов (см.), никотиновой кислоты (см.), серотонина (см.) и других биологически активных веществ. Недостаток Триптофана в рационе является причиной нарушения синтеза белков, снижения содержания серотонина в мозге и других тканях, он может привести также к развитию пеллагры (см.). При дефиците пиридоксина (см.) нарушается обмен Триптофана: с мочой выделяется резко увеличенное против нормы количество метаболитов Триптофана кинуренина и ксантуреновой к-ты. Нарушение обмена Триптофана у человека может быть первичным, генетически обусловленным, и вторичным — при заболевании печени и почек, при шизофрении (см.), маниакально-депрессивном психозе (см.), эпилепсии (см.), семейной атаксии Фридрейха (см. Атаксия), болезни Иценко—Кушинга (см. Иценко—Кушинга болезнь), коллагенозах (см. Коллагеновые болезни), туберкулезе (см.), заболеваниях жел.-киш. тракта, анемиях (см.), нек-рых злокачественных опухолях (см.). К наследственным дефектам обмена Т. относятся болезнь Хартнупа (см. Хартнупа болезнь) — нарушение всасывания Т. в кишечнике и реабсорбции Т. в почках; так наз. синдром «голубых пеленок» — нарушение всасывания Т. в кишечнике, при этом из двух молекул индола (см.) образуется синее индиго, выделяющееся с мочой; синдром Тады — триптофанурия в сочетании с карликовостью (см.); синдром Прайса — кинуренинурия, склеродермия (см.); наследственная ксантуренинацидурия, при к-рой снижена активность кинурениназы (КФ 3.7.1.3), пиридоксальфосфатзависимого фермента, участвующего в обмене Т. Нарушение обмена Т. установлено также при аллергических дерматозах (см.). У растений Т. является биосинтетическим предшественником алкалоидов и других соединений: гармина, псилоцибина, индолил-3-ацетата (ауксина), лизергиновой кислоты (см.), резерпина (см.).
История открытия Т. является интересным эпизодом в изучении и идентификации аминокислот (см.). Уже задолго до его открытия в 1901 г. было известно, что при триптическом переваривании белков (см. Трипсин) можно наблюдать цветную реакцию с бромной водой, к-рая не появляется ни с нативными белками, ни с продуктами кислотного гидролиза белка. Эта реакция была названа «триптофане вой», что означает «реакция, извещающая о расщеплении». Позже было установлено, что реакция с бромной водой происходит только в присутствии свободного Т., но не при кислотном гидролизе, т. к., в кислой среде Т. разрушается.
Содержание Т. в гемоглобине (см.) и миоглобине (см.) человека составляет 1,9 и 3,6% соответственно, в цитохроме с лошади (см. Цитохромы) — 1,5%, в инсулине и рибонуклеазе Т. отсутствует.
Суточная потребность Триптофана для детей (в зависимости от возраста) составляет в среднем от 15 до 30 мг/кг, а для взрослых — 7 мг/кг. Принятые с пищей 60 мг Т. эквивалентны 1 мг никотиновой к-ты (ниацина).
Мол. вес (масса) Т. составляет 204,22. В основе структуры Т. лежит гетероциклическая индольная система, представляющая собой как бы конденсированные бензольные и пиррольные кольца.
Водородный атом у азота пиррольного кольца обладает свойством образовывать связи с плоскими молекулами, а также с группами, локализованными внутри глобулы белков. Изоэлектрическая точка (см.) Т. находится при pH 5,89. По сравнению с фенилаланином (см.) и тирозином (см.) Т. обладает более сильным поглощением в УФ-части спектра (максимум поглощения находится при длине волны 279 нм). В составе живых организмов встречается только L-триптофан (см. Изомерия). В очищенном виде он представляет собой бесцветные гексагональные листочки. Уд. вращение плоскости поляризации света (а)20 = —33,7; t°пл 293° (с разложением). Растворимость (в г/100 мл) в воде при 25° равна 1,14, а при 75° — 2,79; Т. мало растворим в этаноле, нерастворим в эфире. D-триптофан представляет собой бесцветные кристаллы, (а)90 — = 4-32,9; t°пл 282°. Рацемическая смесь (см. Рацемические соединения) изомеров Т. имеет вид бесцветных гексагональных пластинок, t°пл 283°, растворима в горячей воде, мало растворима в холодной воде и этаноле.
В организм человека и животных Триптофан поступает в составе белков пищи. После всасывания из кишечника в кровь большая часть Т. используется для биосинтеза белков. Т. кодируется триплетом УГГ — урацил, гуанин, гуанин (см. Генетический код), причем триптофан способствует образованию альфа-спирали белка, т. е. формированию его вторичной структуры. Метаболизм Т. осуществляется по серотониновому, индольному и кинурениновому путям. Гидроксилирование Т. ведет к образованию 5-гидрокситриптофана с его последующим декарбоксилированием (см.) до 5-гидрокситриптамина. Продукты превращения последнего 5-(гидр)оксииндолилуксусная (ОИУК) и 5-метоксииндолилуксусная к-ты экскретируются с мочой, по этому пути метаболизируется 3% поступившего с пищей Т. В норме с мочой человека выводится ок. 5 мг ОИУК в сутки. У больных со злокачественным карциноидом (см.) экскреция ОИУК достигает 400 мг в сутки. В печени и кишечнике Т. превращается в триптамин, из к-рого образуются индолилуксусная и индолилпировиноградная к-ты (см. Активаторы роста). Под действием бактериальной флоры толстой кишки Т. подвергается дезаминированию (см.) и последующему распаду боковых цепей с образованием скатола (см.), скатоксила, индола, индоксила. В кишечнике индол может образовываться непосредственно из Т. Концентрация индоксилсульфата в моче является показателем активности бактериальной флоры кишечника. И, наконец, Т. окисляется до кинуренина, к-рый превращается в антраниловую, кинуреновую, ксантуреновую, хинолиновую, пиколиновую к-ты и другие продукты, выделяемые с мочой, причем их суммарное количество соответствует количеству метаболизируемого Т. Из хинолиновой к-ты в организме человека и животных образуются никотинамидные коферменты (см. Никотинамидадениндинуклеотид).
Получают Т. из триптических гидролизатов белков, а также путем хим. синтеза.
Для качественного и количественного определения Т. в биол. материале используют различные методы хроматографии (см.), а для количественного определения используют метод Гопкинса (см. Гопкинса методы), или реакцию с ароматическими альдегидами (n-диметиламинобензальдегид, растворенный в концентрированной серной кислоте, при взаимодействии с Т. дает красно-фиолетовое окрашивание, интенсивность к-рого пропорциональна содержанию Т.), а также спектрофотометрические (см. Спектрофотометрия) и электрофоретические (см. Электрофорез) методы.
При определении обеспеченности организма витамином B6 используют пробу с нагрузкой Триптофаном: в моче исследуемого определяют содержание ксантуреновой к-ты после приема 10 г Т. Однако повышенное выведение ксантуреновой к-ты с мочой не всегда бывает проявлением гиповитаминоза B6 (см. Витаминная недостаточность), а может зависеть от повышения активности триптофанпирролазы (триптофан-2,3-диоксигеназы; КФ 1.13.11.11), катализирующей окисление Триптофана с образованием L-формилкинуренина.
Библиогр.: Березов Т. Т. и Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, М., 1982; Рапопорт С. М. Медицинская биохимия, пер. с нем., с. 54 и др., М., 1966; Рудзит В. К. Триптофан (в норме и патологии), Л., 1973, библиогр.; Уайт А. и др. Основы биохимии, пер. с англ., т. 1—3, М., 1981; Tadа К. а. о. Vitamin B6 dependent xanthurenic aciduria, Tohoku J. exp. Med., v. 93, p. 115, 1967.
Источник