Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: tryptofan, serotonina, melatonina, depresja, bezsenność, sarkopenia, białko, IGF-1, folistatyna, leptyna, kinaza mTOR, masa mięśni.
Aminokwasy, jak pewnie wszyscy wiemy, to cegiełki budujące białka. Białko to z kolei, jak pewnie również wszyscy wiemy, podstawowy materiał budulcowy naszego ciała i ogólnie materii ożywionej. Aminokwasy są szczególnie istotne dla tkanki mięśniowej, albowiem ta zawiera w swym składzie najwięcej białek. Jednakże niektóre aminokwasy pełnią również inne funkcje życiowe, wykraczające daleko poza charakter budulca w procesie syntezy białek. Dobrym przykładem jest tutaj tryptofan będący prekursorem dwóch niezwykle ważnych dla organizmu molekuł sygnałowych – serotoniny i melatoniny.
Tryptofan należy do grupy aminokwasów niezbędnych, a więc takich, których organizm nie jest w stanie samodzielnie syntetyzować z innych aminokwasów i musi je pobierać wraz z pożywieniem. Ponieważ serotonina jest „hormonem dobrego nastroju”, zaś melatonina – „hormonem regenerującego snu”, dlatego niedobór tryptofanu w diecie może prowadzić do depresji i bezsenności. Tryptofan jest również tzw. aminokwasem ograniczającym. Oznacza to, że jego niedobór w diecie ogranicza syntezę białek w organizmie, co może prowadzić do zaniku mięśni oraz innych poważnych perturbacji zdrowotnych. Taki niedobór może być albo efektem niedostatecznego spożycia białka, albo oparcia diety na roślinnych białkach niepełnowartościowych, niezawierających odpowiednich ilości tryptofanu. Dlatego w relatywnie niedawno przeprowadzonym badaniu (Dukes, 2016) naukowcy postanowili sprawdzić, czy żywienie niskobiałkowe, ale uzupełnione dodatkową porcją tryptofanu, przyniesie tak samo pozytywne efekty tkance mięśniowej, jak po prostu żywienie wysokobiałkowe, karmiąc cześć myszy dietą z wysokim a część z niskim udziałem białka, tyle że wzbogaconą w tym drugim przypadku odpowiednią dawką tryptofanu.
Bodaj najbardziej zaskakującym wynikiem, jaki pojawił się w tym badaniu, był o ok. 7% większy udział masy mięśniowej w składzie ciała myszy żywionych niskobiałkowo z dodatkiem tryptofanu, w porównaniu z gryzoniami utrzymywanymi na diecie wysokobiałkowej. Ponadto w mięśniach myszy żywionych niskobiałkowo z dodatkiem tryptofanu odnotowano ponad 2-krotnie wyższą, jak u gryzoni żywionych wysokobiałkowo, ekspresję czynnika MyoD zawiadującego regeneracją i wzrostem mięśni na drodze wytwarzania nowych włókien mięśniowych. Mało tego… ponad 3-krotnie wzrosła tu także ekspresja kinazy MuSK formującej nowe połączenia nerwowo-mięśniowe, jak również prawie 8-krotnie ekspresja enzymu ATPazy o symbolu Atp2A1, napędzającego skurcze szybkokurczliwych włókien mięśniowych, odpowiedzialnych za takie cechy motoryczne, jak siła i szybkość.
Aby wyjaśnić ten fenomen, naukowcy zbadali tkankę mięśniową gryzoni pod kątem stężenia hormonów anabolicznych, zawiadujących procesami gromadzenia białek i hipertrofii mięśni. W tym miejscu procesu badawczego się okazało, że – w porównaniu z myszami utrzymywanymi na diecie wysokobiałkowej – w mięśniach gryzoni żywionych niskobiałkowo z dodatkiem tryptofanu wzrósł o ok. 100% poziom IGF-1, o ok. 140% poziom folistatyny i o ok. 130% poziom leptyny. W ślad za tym wzrosła też aktywność szlaków sygnalizacyjnych, wykonawczych dla hormonów anabolicznych, szczególnie związanych z aktywnością enzymu kinazy opatrzonego symbolem mTOR.
W tym miejscu należy przypomnieć, że IGF-1 to najsilniejszy hormon anaboliczny mięśni a folistatyna to białko dezaktywujące szkodzące mięśniom, najsilniejsze hormony kataboliczne, takie jak aktywina i miostatyna. Natomiast leptyna, którą przez długi czas uznawano za czynnik ważny głównie dla gospodarki energetycznej organizmu, okazała się hormonem, którego aktywność wzrasta w mięśniach na skutek ich przeciążeń mechanicznych i którego niedobór wiąże się z zanikiem mięśni oraz upośledzeniem ich regeneracji na drodze procesu miogenezy, a którego podawanie z zewnątrz skutkuje przyrostem masy mięśniowej (Guerra, 2007; Sáinz, 2009; Olmedillas, 2010; Arounleut, 2013).
Naukowców interesowało też, czy tryptofan wykazuje swoją unikalną aktywność anaboliczną bezpośrednio, czy też za pośrednictwem powstających w żywym organizmie na bazie jego cząsteczek hormonów – serotoniny i melatoniny, których dodatni wpływ na przyrost masy mięśniowej zaobserwowano już wcześniej, w innych badaniach. Aby to sprawdzić, badacze potraktowali tryptofanem izolowane komórki mięśniowe, hodowane poza żywym organizmem. A ponieważ po dodaniu do podłoża hodowlanego tryptofanu zawartość białek kurczliwych włókien mięśniowych wzrosła prawie 3-krotnie ponad wartość podstawową w izolowanych komórkach mięśniowych, naukowcy wyciągnęli z tego wniosek, że tryptofan działa pozytywnie na mięśnie również bezpośrednio, a nie tylko za pośrednictwem serotoniny i melatoniny. Zgodnie z wynikami swoich wcześniejszych prac nad wpływem aminokwasów aromatycznych (fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan) na tkankę kostną autorzy badania zasugerowali, że bezpośredni wpływ tryptofanu na mięśnie może zachodzić na drodze aktywacji zewnątrzkomórkowych receptorów wykrywających wapń, aktywowanych właśnie przez tego typu aminokwasy.
Depresja, bezsenność i niedożywienie białkowe, prowadzące do sarkopenii (zaniku mięśni związanego z upływem lat), to częste problemy osób w starszym wieku. Tryptofan może być więc doskonałym suplementem, skutecznie uzupełniającym dietę seniorów. Jednakże problemy z nastrojem i snem oraz dowozem odpowiedniej ilości białka pojawiają się też często u ciężko trenujących sportowców. Tak więc i dla nich tryptofan może być niezwykle trafną propozycją suplementacyjną, szczególnie z uwagi na fakt, że jego dodatek do diety skutecznie stymuluje rozwój nieodzownej w sporcie muskulatury.
