LNAA isot neutraalit aminohapot

Vuonna 1992 löysin kirjastosta väitöskirjan, josa tutkija Lennart Voog et al. selvitti koe-eläimellä dieetin vaikutusta plasman ja aivon puolen aminohappopitoisuuksiin. Hän selvitti näitä isoja neutraaleja aminohappoja, jotka tapaavat kilpailla keskenään.

Lennart Voog ¹ Tomas Eriksson Relationship Between Plasma and Brain Large Neutral Amino Acids in Rats Fed Diets with Different Compositions at Different Times of the Day

Department of Pharmacology, University of Gothenburg, Gothenburg, Sweden

Dr. L. Voog at Department of Pharmacology, University of Gothenburg, P.O. Box 33031, S-400 33 Gothenburg, Sweden.

---

Received March 19, 1992; revised May 1, 1992; accepted May 1, 1992

AVAINSANAT KEYWORDS

Large neutral amino acids • Plasma • Brain • Circadian rhythm • Rat

Tiivistelmä ABSTRACT

Isot neutraalit aminohapot kilpailevat keskenään kuljettajavälitteisestä siirtymisestä veriaivonesteen kautta aivojen puolelle. Suhteelliset plasmapitoisuudet esitetään jokaisen ison neutraalin aminohapon suhteena LNAA kokonaismäärään. Suhteellista plasmapitoisuutta pidetään pääsäätelijänä aivojen LNAA-pitoisuuksille.

Large neutral amino acids (LNAAs) compete with each other for carrier-mediated transport through the blood-brain barrier into the brain. The relative plasma concentration, expressed as the ratio of each LNAA to the sum of LNAAs, is considered the main regulator of brain LNAA concentrations.

Tätä tutkittiin 24 tunnin ajanjaksoilta kahden eri valo/ pimeä syklin ajalta klo 9 00 ja klo 21 00.

In order to investigate the consistency of this assumption throughout a 24-h period, we have compared the relationship of plasma LNAAs to brain LNAAs among groups of rats fed diets containing various amounts of protein (in order to obtain a wide range of plasma LNAA levels) at two different phases of the light/dark cycle (0900 and 2100 hours).

Plasman ja aivojen LNAA pitoisuudet olivat riippuvaiset sekä dieetistä että päivän hetkestä. Samanlaisia plasma-aminohappopitoisuuksia aamulla ja illalla vastasivat eri aivopitoisuudet.

Lisäksi tuli vahvistettua entiset löydökset siitä, että aivojen LNAA pitoisuudet vaikuttuvat plasman aminohappopitoisuuksista.

The relationship between plasma and brain LNAAs was found to be dependent on both diet and the time of day. Similar plasma amino acid concentrations in the morning and in the evening contrasted with different brain concentrations. Furthermore, previous findings that brain LNAA concentrations are influenced by plasma amino acid concentrations were confirmed.

• Tein muistiinpanoja vihkoon tästä väitöskirjasta 1990-luvun alussa.

• PLASMASSA esiintyy diurnaalinen rytmi.

Tyrosiini (Tyr) ja tryptofaani (Trp)
menevät veriaivoesteen läpi saturoituvalla kuljettajalla kilpaillen kaikkia muita endogeenejä LNAA aminohappoja vastaan (Phe, Val, Ile, Leu).

• CIRCADINEN RYTMI

Maapallo rotatoituu aksiaalisesti ( kiertää akselinsa ympäri) ja tästä seuraa päivän ja yön syklinen vaihtelu.

• Biologiset jaksot, bioperiodicities
• Alle 24 tuntia ultradiaani, ultradian
• 7 , 3 pv, infradiaani, infradian
• 1 vuosi, circannual
  
• hämäräjaksot, dawn and dusk, periodic environmental events
  
• Kehonlämpö, verenpaine, kortisolin erittyminen alkavat kohota unen myöhäisen vaiheen aikana

Aivoissa on circadian pacemaker, ajastaja. Se sijaitseen SCN tumakkeessa, hypotalamuksen etuosassa. Jos tässä kohdassa olisi vaurio, kirkadinen rytmi kärsisi, adrenokortikosteroidipitoisuuksissa, juomisessa ja lokomotiossa näkyisi poikkeavuutta.
Normaalisti SCN saa suoraa neuraali-viestintää verkkokalvosta retinohypotalamista rataa. Tämä on monosynaptinen rata ja toimii valon ja pimeän syklistä ja synkronisoi kehoa yön ja päivän vaihteluun.
Time keeping pacemaker on mekanismi, jonka voi tyhjentää informaatiosta ja ladata uudestaan informaatiolla.
SCN omaa yhteyksiä hypotalamukseen, aivolisäkkeeseen, käpylisäkkeeseen ja aivorunkoon.
On kaksikin circadista pacemaker- systeemiä, joissa on endogeeniset oskillaattorit. Mutta järjestelmä ei ole täysin endogeeninen, koska ulkoiset tekijät vaikuttavat. Ulkoinen rytmi ei luo circadista rytmiä, mutta vaikuttaa siihen.

Yleinen kuljettaja LNAA aminohapoille on passiivinen vaihtojärjestelmä, jossa aminohapot kilpailevat kuljetuksesta.
Aminohappojen epänormaali kertyminen tai puute aiheuttaa käytöksen häiriöitä tai henkistä kypsymättömyyttä. Tyrosiini ja tryptofaani ovat kriittisimmät tehokkaalle henkiselle toiminnalle .
LNAA carrier ( kuljettaja) antaa suojaa aivoille plasman LNAA-pitoisuuksien vaihteluilta. Kilpailu on pääasiallisin aivojen LNAA-pitoisuuden säätelijä ( major regulator of brain LNAA content).

(yksi LNAA)/(summa LNAA)-suhde säätelee monoaminergisten hermonvälittäjäaineitten pitoisuuksia.

• Joitain yleistä näistä tärkeistä aminohapoista:

• TRYPTOFAANI ravinnossa.

Tryptofaani vaikuttaa unen latenssiaikaan, mielialaan, prolaktiinin eritykseen ja kasvuhormonin eritykseen.
Alle 1 % tryptofaanista muuttuu 5HT muotoon. 5HT:n lisääntynyt vapautuminen on merkittävämpi seikka kuin lisääntynyt syntetisoituminen.
Kun tryptofaania tulee ravinnossa, tämä vaikuttaa vähentynyttä signaloitumista aivojen serotonerigessä neuronijärjestelmässä (decreased firing rate) ja tämä viittaisi siihen, että aminohappo vaikuttaa ainakin jonkin verran nousua 5HT:n extraneuronaalisissa pitoisuuksissa.
Tämä ravinnon tryptofaaniln vaikutus 5HT vapautumiseen on tehokkaampaa, kun aivojen serotonerginen aktiivisuus on normaalia suurempaa. ESIM. on voitu osoittaa alentunutta kipuherkkyyttä tryptofaanipitoisen aterian jälkeen, kun koe-eläintä on pidetty ennen tryptofaaniateriaa tryptofaanipuutteisella dieetillä.

• TYROSIINI ravinnossa:

Tällä vaikuttaa olevan vai rajallisia vaikutuksia katekoliamineihin, paitsi silloin jos katekoliaminihermot ovat aktivoituneina. Tyrosiini-injektion on havaitu alentavan verenpainetta, jos se on ollut korkea.

• LNAA L-DOPA voi helposti vaikuttaa katekoliaminisynteesiä ja se vaikuttaa aivojen funktioon.

• LNAA aminohappojen häiriötiloista lyhyt maininta

PKU, hypervalinemia ja Maple syrup- tauti(MSUD) aiheuttavat henkistä taantumista ja neurofysiologisia oirieta, jos niitä ei hoideta asianmukaisesti.
Epätäydellinen LNAA aminohappojen hajoaminen aivoston ulkopuolella, jolloin niiden pitoisuus plasmassa on hyvin korkea, vaikuttaa myös keskushermostsossa niiden pitoisuuden nousua. Nämä voivat myös kilpailun takia estää muita essentiellejä aineita pääsemästä aivoihin.

• LNAA aminohapot lääkkeenä

L-DOPA on tunnettu lääkeaine. Se kilpailee kuljettajasta. Tyrptofaanin puute aivojen puolella antaa mentaalisia oireita, depressiota ja dementiaa.
alfa-metyldopa on voi myös kilpailla tryptofaanin kanssa ja aiheutaa tryptofaanin puutetta
( veernpainelääke)
Beeta-adrenerginen vaikutus, isoprenaliini on agonisti. Isoprenaliini vaikuttaa että tryptofaanin ja tyrosiinin pitoisuus aivoissa kohoaa.

Plasman LNAA pitoisuus ei ole suora seuraus ravinnon jälkeisestä aminohappojen virtauksesta portaverenkiertoon. Vaikka olisi paastotila, tietynlaista rytmiä esiintyy näissä aminohapoissa. Se heijastaa endogeenisia metabolisia muutoksia ja LNAA- kuljetusolosuhteita. Hormonierityksellä on salliva kontrolli periodisuudessa, mutta ne eivät ole essentiellejä rytmisyydelle.
Aminohappoja tulee ruoan lisäksi endogeenisista proteiineista, solukalvojen sulatuksista, suolierityksestä. Ravinnosta tulee noin 70 g-100 g proteiinia päivässä. Kudoksissa tapahtuu tavallisia oksidatiivisia menetyksiä aminohapoista, niitä hajoittavia entsyymeitä on. Tyrosiiniaminotransferaasi, tryptofaanipyrrolaasi ym toimivat.
Insuliini vaikuttaa aminohappojen rytmisyyteen ja on aminohappojen distribuution säätelijä. Insuliinierityksen syklinen rytmisyys pysyy terveessä yllä ilman insulinogeneesin saamaa exogeenistä stimulusta. Tämä päivittäinen variaatio insuliinin erityksessä saattaisi vaikuttaa plasman aminohappojen rytmisyyteen, mikä on riippumatonta ruoan otosta.
The daily variation in insulin secretion might influence the plasma amino acid rhytmicity regardless of food intake.

HUOM. Kommenttini: Ttiedetään toisaalta että insuliinin herkkä oskillaatio on tekijä, joka katoaa helposti esim 2 tyypin diabeteksessa ja insuliiniresistenssissä. Mutta sen kauaskantoista merkitystä koko aminohappossyklisyyden( rytmisyyden) katoamiseen ei liene pohdittu tarkemmin. Tämä tekee vielä tärkeämmäksi tasapainottaa myös ravinnon proteiinisisältö ja proteiinien annostus siten, että se tukee ja elvyttää circadisen rytmin etuja. Tietämys proteiinista olisi kohennettava.

Miten tämän esittäisi yksinkertaisesti?

DIEETIN LNAA ---- LNAA plasma-altaassa

*Aminohappojen distribuutio:
Otto soluihin
Käyttö metabolisiin prosesseihin
Oksidatiiviset menetykset

Näihin vaikuttavat tekijät
Aivolisäkkeen hormonit
Autonominen hermojärjestelmä
Insuliini, joka oskilloi. Se toimii postmetabolisena regulaattorina ja
säätelee aminohappojen distribuutiota* ( jakoa eri kudoksille9