Triptofano. Perché le persone anziane diventano depresse, affaticate e sovrappeso parte 1

La serotonina è un composto nel cervello che promuove sentimenti di sicurezza personale, rilassamento e fiducia. Una carenza di serotonina può provocare disturbi del sonno, ansia, depressione e una propensione a mangiare troppo, in particolare carboidrati come gli zuccheri semplici.

Ricerche sorprendenti rivelano che i livelli di serotonina diminuiscono con l'età!1-3 Questi risultati forniscono una logica biochimica per spiegare i comuni disturbi legati all'età come l'umore depresso e le difficoltà del sonno. Sulla base di queste scoperte, le persone anziane possono migliorare sensibilmente la propria salute riportando la serotonina a livelli giovanili.

L'amminoacido triptofano è necessario per produrre serotonina nel cervello.4 Sebbene la quantità di triptofano in una dieta tipica soddisfi i requisiti metabolici di base, spesso non riesce a fornire livelli ottimali di serotonina nel cervello.

Da quando la FDA ha limitato l'importazione di triptofano per l'uso negli integratori alimentari, c'è stato un aumento della percentuale di americani in sovrappeso e obesi.

Si potrebbe sostenere che una diffusa carenza di serotonina sia almeno in parte responsabile del numero record di individui depressi, privati del sonno e sovrappeso.

Perché il triptofano dietetico è inadeguato

Il triptofano è uno degli otto aminoacidi essenziali presenti nella dieta umana. Gli aminoacidi essenziali sono definiti come quelli che non possono essere prodotti nell'organismo e quindi devono essere ottenuti da alimenti o integratori. (Un nono amminoacido, l'istidina, è talvolta considerato essenziale per i bambini.)

I nostri corpi hanno bisogno di aminoacidi aggiuntivi, ma questi altri aminoacidi sono costituiti dagli otto aminoacidi essenziali quando siamo in ottima salute.

In qualsiasi dieta normale, onnivora o vegetariana, il triptofano è il meno abbondante di tutti gli aminoacidi. Una dieta tipica fornisce solo da 1.000 a 1.500 mg/die di triptofano, ma c'è molta competizione nel corpo per questo scarso triptofano.

Il triptofano è usato per creare varie strutture proteiche del corpo. Nelle persone con un'assunzione da bassa a moderata di vitamina B3 (niacina), il triptofano può essere utilizzato per produrre B3 nel fegato con l'incredibile rapporto di 60 mg di triptofano per produrre solo 1 mg di vitamina B3,5

Tuttavia, anche il mantenimento di una piccola quantità di triptofano fornisce scarsi benefici nell'aumentare la serotonina nel cervello a causa della competizione con altri aminoacidi per il trasporto attraverso la barriera ematoencefalica. I nutrienti devono essere assorbiti attraverso la barriera ematoencefalica dalle molecole di trasporto. Il triptofano compete per queste molecole di trasporto con altri amminoacidi.

Come si può vedere, il triptofano derivato dalla dieta contribuisce molto poco al vero triptofano al cervello. Come leggerai presto, anche mangiare cibi contenenti triptofano come il tacchino potrebbe non fornire sempre al corpo una quantità sufficiente di questo amminoacido essenziale. Uno dei motivi è che le persone anziane producono enzimi che degradano rapidamente il triptofano nel corpo.

Ricorda, il triptofano è l'unica materia prima alimentare normale per la sintesi della serotonina nel cervello. Dato tutto ciò che ora sappiamo sulla difficoltà nel mantenere un adeguato stato di triptofano, c'è da meravigliarsi che così tanti esseri umani che invecchiano soffrano di disturbi come depressione, insonnia e aumento di peso eccessivo associati a una carenza di serotonina?

Come funziona il triptofano nel corpo

È stato dimostrato in studi clinici sull'uomo che bassi livelli di triptofano contribuiscono all'insonnia.9 L'aumento del triptofano può aiutare a normalizzare il sonno.10-12 È noto che l'aumento dei livelli di triptofano nel corpo può ridurre le voglie e le abbuffate, specialmente per i carboidrati —e aiuta le persone a perdere peso.13,14

L-triptofano funge da precursore non solo della serotonina, ma anche della melatonina e della niacina. La serotonina è un importante neurotrasmettitore coinvolto in molte funzioni somatiche e comportamentali tra cui umore, appetito e comportamento alimentare, sonno, ansia e regolazione endocrina.6,15-17

Esistono due possibili fonti di L-triptofano: dieta e proteine tissutali, da cui l'L-triptofano è stato riciclato durante il turnover proteico. L'invecchiamento, le malattie infiammatorie croniche e l'infezione da HIV sono associati alla deplezione del triptofano, anche in assenza di carenza di triptofano nella dieta.

Un maschio adulto ha bisogno di 250 mg al giorno di triptofano solo per mantenere l'equilibrio dell'azoto.18 Mentre una dieta normale contiene da 1.000 a 1.500 mg di triptofano al giorno,19 la degradazione enzimatica del triptofano aumenta con l'età,20 e alcuni stati patologici possono esaurire gravemente il triptofano.

Come il triptofano viene metabolizzato nel corpo

Ci sono tre potenziali destini per L-triptofano una volta ingerito:

1. Incorporazione nelle proteine del tessuto corporeo.
2. Conversione in serotonina (e melatonina).
3. Conversione in indoleamine, anidride carbonica, acqua, adenosina trifosfato (ATP) e niacina.21

Per ogni nutriente assorbito nel corpo, ci sono enzimi specifici che convertono il nutriente in altre sostanze. Esistono due enzimi specifici che possono privare il corpo di quantità sufficienti di triptofano. Questi enzimi sono chiamati L-triptofano 2,3-diossigenasi (TDO) e indoleammina 2,3-diossigenasi (IDO).

L'enzima epatico TDO viene indotto quando le concentrazioni plasmatiche di L-triptofano superano quelle necessarie per la conversione in serotonina e/o proteine. Questo enzima ossida l'eccesso di L-triptofano in anidride carbonica, acqua e ATP.22,23

L'altro enzima di degradazione del triptofano IDO è più insidioso perché può degradare l'L-triptofano anche quando i livelli circolanti di L-triptofano sono bassi.23,24

Questo enzima è stato trovato al di fuori del fegato su macrofagi e cellule dendritiche ed è aumentato negli stati pro-infiammatori, nell'infezione da HIV e nel normale invecchiamento.25-30

Una volta che gli enzimi TDO o IDO agiscono sul triptofano, non è più disponibile per la conversione in serotonina o per l'incorporazione nelle proteine. Il consumo di grandi quantità di L-triptofano orale non genererà più serotonina perché più TDO sarà indotto per esaurire il triptofano.

Il triptofano e il suo metabolita 5-idrossitriptofano (5-HTP) vengono assorbiti nel cervello attraverso la barriera ematoencefalica da un sistema di trasporto attivo verso tutti i grandi amminoacidi neutri.31 L'affinità dei vari amminoacidi per il vettore è tale che c'è competizione tra i grandi aminoacidi neutri per l'ingresso nel cervello. In effetti, il miglior predittore dell'effetto di un determinato pasto sui livelli di triptofano-serotonina nel cervello è il rapporto sierico di triptofano rispetto al pool di grandi aminoacidi neutri.32

Più clinicamente rilevante, tuttavia, è che i livelli di serotonina sono aumentati dall'ingestione di carboidrati.33 Il motivo è che l'elevata quantità di insulina rilasciata in risposta all'ingestione di carboidrati accelera la rimozione sierica di valina, leucina e isoleucina che competono con il triptofano per il trasporto in il cervello. Allo stesso modo, una percentuale più alta di proteine nella dieta rallenta l'aumento della serotonina (fornendo aminoacidi concorrenti per la barriera ematoencefalica).34,35

La somministrazione di triptofano con un inibitore dell'enzima TDO consentirebbe di utilizzare dosi più basse di triptofano. Nel ratto, alte dosi di piridossina (vitamina B6) possono inibire il catabolismo del triptofano nel fegato e aumentare l'assorbimento del triptofano nel cervello.36 Sebbene l'effetto di alte dosi di piridossina sul triptofano plasmatico non sia stato studiato nell'uomo, la piridossina dovrebbe essere somministrato con triptofano per un altro motivo. Quando il triptofano è stato somministrato a soggetti normali per una settimana, i livelli dei metaboliti del triptofano nel plasma sono aumentati indicando che il triptofano veniva scomposto. Questo effetto potrebbe essere attenuato dalla piridossina (la piridossina aiuta la scomposizione del metabolita del triptofano chinurenina, che può competere con il triptofano per l'assorbimento nel cervello), suggerendo che il trattamento cronico con triptofano aumenta il fabbisogno di piridossina.37

Implicazioni cliniche: Disturbi del sonno

Il triptofano è stato studiato per i disturbi del sonno per 30 anni. È stato osservato un miglioramento della normalità del sonno38 a dosi a partire da 1.000 mg.19 È stato osservato un aumento del sonno di stadio 4 a dosi ancora più basse, fino a 250 mg di triptofano.19 Un miglioramento significativo dell'apnea ostruttiva del sonno, ma non dell'apnea notturna centrale, ha sono stati osservati a dosi di 2.500 mg prima di coricarsi, con coloro che sperimentano l'apnea più grave che dimostrano la migliore risposta.39 Sebbene molti farmaci sedativi abbiano effetti simili agli oppioidi, la somministrazione di L-triptofano non limita le prestazioni cognitive né inibisce il risveglio dal sonno.40

L'esaurimento dell'L-triptofano ha un impatto negativo sul sonno. Una significativa diminuzione dei livelli sierici di triptofano dopo una bevanda a base di aminoacidi senza triptofano è stata associata a un effetto avverso sui parametri del sonno (tempo di stadio 1 e stadio 2 e tempo di sonno con movimento rapido degli occhi).9 L-triptofano non è associato a tolleranza o difficoltà con il risveglio mattutino e ha dimostrato di essere efficace per il sonno in diversi studi clinici di vari modelli e dosaggi di L-triptofano.

Depressione

Come accennato in precedenza, l'L-triptofano è essenziale affinché il cervello sintetizzi la serotonina, un neurotrasmettitore che ha dimostrato di influenzare l'umore. Diversi studi hanno dimostrato che la deplezione acuta di triptofano può causare uno stato depressivo negli esseri umani, in particolare i pazienti che sono in remissione dalla depressione.41,42 In uno studio sugli effetti della deplezione acuta di triptofano su donne sane e pazienti con bulimia nervosa, entrambi i gruppi sono stati somministrato miscele di aminoacidi da consumare per diminuire i livelli plasmatici di triptofano. In entrambi i gruppi si è verificato un aumento della depressione.43

I livelli plasmatici di L-triptofano possono essere aumentati attraverso l'assunzione con la dieta di L-triptofano, che aumenta i livelli di serotonina nel cervello e quindi riduce lo stato depressivo.44 In uno studio che ha coinvolto pazienti alcolizzati in via di guarigione, è stato riscontrato che i partecipanti avevano L -livelli di triptofano accompagnati da un alto livello di stato depressivo. Quando ai pazienti sono state somministrate dosi supplementari di L-triptofano per un breve periodo di tempo, il loro stato depressivo è diminuito in modo significativo.45 Il metabolita del triptofano, 5-idrossitriptofano (5-HTP), ha mostrato una risposta clinica significativa alla depressione in 2-4 settimane , a dosi di 50-300 mg tre volte al giorno.46-48

Sindrome premestruale

Una dose giornaliera di 6.000 mg di L-triptofano ha ridotto significativamente gli sbalzi d'umore, la tensione e l'irritabilità nelle donne con sindrome premestruale.49 Il metabolismo del triptofano è influenzato dalle diverse fasi del ciclo di una donna,50 e quindi dai cambiamenti ormonali durante il il ciclo mestruale può influenzare negativamente la disponibilità di triptofano per la conversione in serotonina.

Voglie di carboidrati e perdita di peso

Alcune persone obese consumano frequentemente e preferenzialmente cibi ricchi di carboidrati, perché hanno un rapporto di triptofano plasmatico persistentemente basso, nonché un basso assorbimento di triptofano nel cervello.51 Ricordare che i livelli di serotonina sono aumentati dall'ingestione di carboidrati poiché il rilascio di insulina accelera la rimozione sierica di altri amminoacidi che competono per il trasporto attraverso la barriera ematoencefalica.

È anche noto che l'aumento dei livelli di L-triptofano nel plasma sanguigno ha un effetto di soppressione dell'appetito che influisce principalmente sul consumo di carboidrati.52,53 Presumibilmente il triptofano supplementare aumenterebbe il rilascio di serotonina dai neuroni cerebrali per diminuire l'appetito per i carboidrati, il che aiuta con perdita di peso corporeo. Inoltre, i soggetti obesi sono spesso insulino-resistenti e una ridotta azione dell'insulina può causare bassi rapporti di triptofano plasmatico33 a causa degli effetti periferici dell'insulina sull'assorbimento e sull'utilizzo di altri aminoacidi.

È stato condotto uno studio per misurare l'L-triptofano nel plasma sanguigno di pazienti obesi per valutare il rapporto tra triptofano plasmatico e grandi aminoacidi neutri (tirosina + fenilalanina + leucina + isoleucina + valina). I risultati hanno mostrato che il rapporto del triptofano plasmatico era ben al di sotto del rapporto normale per l'uomo.51 Se si verifica un aumento del triptofano rispetto ai grandi aminoacidi neutri, una maggiore quantità di triptofano entra nel cervello per indurre la sintesi della serotonina e influenzare le funzioni della serotonina (umore, appetito, sonno e fame). Questo studio aiuta a mostrare perché le persone obese hanno spesso appetiti incontrollabili, cioè hanno troppo poco triptofano rispetto ad altri grandi aminoacidi neutri nel sangue.

Quando a questi pazienti obesi sono state somministrate dosi di 1.000 mg, 2.000 mg o 3.000 mg di L-triptofano un'ora prima dei pasti per aumentare la quantità di triptofano rispetto ai grandi aminoacidi neutri, è stata osservata una significativa diminuzione del consumo calorico. La maggior parte della riduzione dell'apporto calorico era dovuta alla quantità di carboidrati, non proteine, consumata. Gli unici effetti collaterali osservati sono stati una lieve diminuzione della prontezza mentale, lievi capogiri e lieve sonnolenza.54

In uno studio in doppio cieco, controllato con placebo, i pazienti obesi con diete ricche di proteine che hanno ricevuto triptofano (750 mg due volte al giorno per via orale) hanno avuto una significativa perdita di peso, rispetto a un gruppo placebo. Una dose moderata di supplementazione di triptofano non ha causato effetti collaterali come sonnolenza o affaticamento a metà giornata.55 Gli effetti della riduzione dei livelli di triptofano sono stati studiati anche in una bambina di 7 anni con grave anoressia. Quando i livelli di triptofano sono stati ridotti, per la prima volta in 4,5 anni si è verificata un'alimentazione spontanea. L'alimentazione spontanea è cessata quando l'assunzione di triptofano è stata aumentata.56

Come l'invecchiamento riduce i livelli di triptofano-serotonina

Come risultato del normale invecchiamento, i livelli di citochine infiammatorie aumentano. Un effetto avverso poco noto è che le citochine infiammatorie (come il fattore di necrosi tumorale alfa e l'interferone alfa) causano l'induzione dell'enzima di degradazione del triptofano IDO (indoleamine 2,3-diossigenasi).

Si potrebbe pensare che le persone anziane possano compensare gli effetti di degradazione del triptofano dell'IDO consumando dosi più elevate di integratori di triptofano. Il problema è che in presenza di livelli ematici elevati di triptofano, anche l'altro enzima di degradazione del triptofano TDO è elevato.

Pertanto, il consumo di grandi quantità di L-triptofano (dosi orali di 4.000 mg e superiori) non genererà più serotonina perché verrà indotto TDO. Tuttavia, se le persone anziane non riescono a ottenere più triptofano nei loro corpi, i livelli di serotonina nel cervello precipiteranno perché la maggiore attività dell'enzima IDO degraderà quel poco di triptofano rimasto nel sangue.

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