Triptófano

El triptófano es un aminoácido esencial, es decir, que no se produce en el organismo y, por tanto, debe obtenerse de nuestra dieta o mediante otros métodos de suplementación. Entre los alimentos ricos en triptófano se encuentran la leche, el pavo, el pollo, el pescado, los huevos, las semillas de calabaza, las judías, los cacahuetes, el queso y las verduras de hoja verde. Dentro del cuerpo humano, una pequeña cantidad de triptófano se utiliza para la síntesis de proteínas. La mayor parte del triptófano de la dieta pasa por una de las tres ramas del catabolismo del triptófano: degradación de la cinurenina en el cerebro, el hígado y el intestino; síntesis de serotonina en el sistema central y el intestino; y síntesis de indol en el intestino.

Algunos de los productos finales de estos procesos metabólicos tienen efectos beneficiosos porque regulan el comportamiento emocional y cognitivo, el sistema inmunitario y el ciclo sueño-vigilia, mientras que algunos productos de la degradación del triptófano pueden ser potencialmente perjudiciales para las funciones corporales. Por lo tanto, obtener el equilibrio adecuado entre la utilización del triptófano y las vías de degradación es esencial para mantener una buena función metabólica y los beneficios para la salud, lo que puede lograrse mediante la liberación del estrés, la dieta, los patrones de sueño controlados, el ejercicio físico y, en algunos casos, los suplementos de triptófano.

Triptófano y microbioma intestinal

Tras ingerir alimentos ricos en proteínas animales o vegetales, el triptófano libre, y otros aminoácidos esenciales, se liberan en el intestino. Aquí, parte del triptófano se absorbe y entra en la circulación como triptófano unido a albúmina. El triptófano dietético no absorbido y excedente es consumido y procesado por los microbios ^{intestinales1}.

A partir del triptófano de la dieta, los microbios intestinales producen serotonina e indol y sus derivados. La serotonina es una importante molécula de señalización en el intestino que ayuda a regular la inflamación, estabilizar la pared intestinal y promover el peristaltismo. Además, los microbios intestinales producen indol, derivados del indol y triptamina a partir de una pequeña parte del triptófano de la dieta. Estos compuestos favorecen la homeostasis inmunitaria en el tracto gastrointestinal y promueven el crecimiento de bacterias intestinales ^{beneficiosas1}.

Al producir importantes moléculas de señalización y neurotransmisores a partir del aminoácido triptófano, la microbiota intestinal vincula directamente la salud del intestino con la del cerebro en el eje intestino-cerebro. Esta es también la razón por la que los pacientes con trastornos gastrointestinales, como la enfermedad del intestino irritable, muestran a menudo alteraciones en las concentraciones plasmáticas de triptófano, que pueden estar relacionadas con niveles elevados de estrés y ^migrañas2.

Triptófano y sueño

Tras su absorción y liberación en la circulación sanguínea, el triptófano dietético atraviesa la barrera hematoencefálica y llega al sistema nervioso central. En el cerebro, el triptófano se convierte en serotonina, y en otros órganos, como la glándula pineal, de serotonina a melatonina. Estas hormonas, o neurotransmisores, regulan el sueño, las emociones, el estado de ánimo y el apetito.

La cantidad de serotonina y melatonina producida depende directamente de la relación entre el triptófano libre y los grandes aminoácidos neutros. Esta relación está respaldada por estudios que demuestran que las dietas ricas en hidratos de carbono, así como la suplementación de la dieta con triptófano, mejoran la calidad del sueño, los cambios de humor, el insomnio y la recuperación tras el ^ejercicio3.

Triptófano y actividad física

Mientras que una pequeña parte del triptófano de la dieta se convierte en indol y serotonina y sus derivados, un gran porcentaje del triptófano sufre conversiones bioquímicas en metabolitos a través de la vía de la cinurenina. Esta vía de degradación genera compuestos tanto neuroprotectores como neurotóxicos, entre ellos la nicotinamida adenina dinucleótido, una importante molécula pequeña que influye directamente en la bioenergética celular.

Aunque no se conocen del todo los mecanismos moleculares, la actividad física parece desplazar la vía de la cinurenina hacia la producción de fuentes de energía, compuestos neuroprotectores y ^serotonina4. Este cambio en las funciones metabólicas del triptófano muscular tiene además efectos beneficiosos sobre el tejido adiposo, la respuesta inmunitaria y el sistema nervioso central, con indicaciones terapéuticas para pacientes con ^trastorno depresivo mayor5.

Triptófano y enfermedad

Se ha demostrado que las alteraciones concomitantes de las vías de degradación del triptófano y del microbioma intestinal están directa e indirectamente relacionadas con varias enfermedades, entre ellas afecciones neuropsiquiátricas, cardiovasculares y gastrointestinales. La disminución de los niveles de serotonina y el aumento de la activación de las vías de la cinurenina son síntomas centrales de los pacientes con depresión ^mayor5. Además, los productos neurotóxicos de la cinurenina desencadenan inflamación en el cerebro y dañan las neuronas. Se ha demostrado que los suplementos dietéticos de triptófano mejoran estos efectos inflamatorios, reducen los niveles de estrés y mejoran el ^rendimiento cognitivo6.

Del mismo modo, se han observado cambios en la composición del microbioma intestinal y, por tanto, en la degradación del triptófano en pacientes con síndrome inflamatorio intestinal y migrañas. En ambas afecciones, los pacientes presentan niveles reducidos de cinurenina y niveles elevados de triptófano, sin que se conozcan aún del todo los mecanismos ^subyacentes7.

Varios metabolitos del triptófano derivados del microbioma intestinal, como el indol y el ácido indol-3-propiónico, regulan directamente la presión arterial y la hipertensión. Al mismo tiempo, la serotonina derivada del triptófano es importante para la regulación cardiovascular en el cuerpo humano, mientras que se ha descubierto que un desequilibrio en el catabolismo del triptófano favorece la ^{aterosclerosis8}.

El triptófano en la investigación

En julio de 2023, hay más de 5.700 citas para "ácido propiónico" en publicaciones de investigación (*excluidos libros y documentos) en PubMed. El extenso número de publicaciones que relacionan el triptófano con trastornos de salud mental sugiere que cualquier investigador interesado en el vínculo entre este metabolito y la salud cerebral puede considerar incluir análisis cuantitativos del triptófano en su estudio. Del mismo modo, debido a los vínculos bien reconocidos entre el triptófano y el microbioma intestinal, cualquier estudio destinado a comprender mejor cómo el microbioma influye en la salud y la enfermedad puede beneficiarse de la cuantificación del triptófano.

Referencias

1. Gao K, Mu CL, Farzi A, et al. Tryptophan Metabolism: A Link Between the Gut Microbiota and Brain. Adv Nutr 2020;11(3):709-723.
2. Gao J, Xu K, Liu H, et al. Impacto de la microbiota intestinal en la inmunidad intestinal mediada por el metabolismo del triptófano. Front Cell Infect Microbiol 2018;8:13.
3. Sutanto C, Loh WW, y Kim JE. The Impact of Tryptophan Supplementation on Sleep Quality: A Systematic Review, Meta-Analysis and Meta-Regression. Curr Dev Nutr 2021;5:373.
4. Martin KS, Azzolini M, Lira Ruas J. The kynurenine connection: how exercise shifts muscle tryptophan metabolism and affects energy homeostasis, the immune system, and the brain. Am J Physiol Cell Physiol 2020; 318(5):C818-C830.
5. Agus A, Planchais J, y Sokol H. Regulación de la microbiota intestinal del metabolismo del triptófano en la salud y la enfermedad. Cell Host Microbe 2018;23(6):716-724.
6. Clarke G, Grenham S, Scully P, et al. El eje microbioma-intestino-cerebro durante la vida temprana regula el sistema serotoninérgico del hipocampo de una manera dependiente del sexo. Mol Psychiatry 2013;18(6):666-73.
7. Fila M, Chojnacki J, Pawlowska E, et al. Kynurenine Pathway of Tryptophan Metabolism in Migraine and Functional Gastrointestinal Disorders. Int J Mol Sci 2021;22(18):10134.
8. Paeslack N, Mimmler M, Becker S, et al. Metabolitos del triptófano derivados de la microbiota en la inflamación vascular y la enfermedad cardiovascular. Aminoácidos 2022;54(10):1339-1356.