serine

na serine je to aminokyselina, ktorá je jednou z dvadsiatich prírodných aminokyselín a nie je nevyhnutná. D-forma serínu pôsobí ako ko-agonista v neuronálnej signalizácii a môže hrať úlohu pri rôznych duševných chorobách.

Čo je serín?

Serín je aminokyselina so štruktúrnym vzorcom H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Vyskytuje sa v L-forme a je jednou z neesenciálnych aminokyselín, pretože ju môže produkovať ľudské telo. Za svoje meno vďačí latinskému slovu „sericum“, čo znamená „hodváb“.

Hodváb môže slúžiť ako surovina pre serín technickým spracovaním sericínového hodvábneho lepidla. Rovnako ako všetky aminokyseliny má serín charakteristickú štruktúru. Karboxylová skupina pozostáva z atómu uhlíka, kyslíka, kyslíka, vodíka (COOH) atómovej sekvencie; karboxylová skupina reaguje kyslo, keď sa ión H + odštiepi. Druhou skupinou atómov je aminoskupina. Skladá sa z jedného atómu dusíka a dvoch atómov vodíka (NH2).

Na rozdiel od karboxylovej skupiny má aminoskupina zásaditú reakciu v tom, že na protónovú dvojicu elektrónov pripája protón. Karboxylová skupina aj aminoskupina sú rovnaké pre všetky aminokyseliny. Treťou skupinou atómov je bočný reťazec, ktorému aminokyseliny vďačia za svoje rôzne vlastnosti.

Funkcia, účinok a úlohy

Serín má dve dôležité funkcie pre ľudské telo. Ako aminokyselina je serín stavebným blokom bielkovín, bielkoviny sú makromolekuly a tvoria enzýmy a hormóny, ako aj základné látky, ako sú aktín a myozín, ktoré tvoria svaly.

Protilátky imunitného systému a hemoglobín, červený krvný pigment, sú tiež bielkoviny. Okrem serínu existuje v prírodných proteínoch aj devätnásť ďalších aminokyselín. Špecifické usporiadanie aminokyselín vytvára dlhé proteínové reťazce. Vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam sa tieto reťazce skladajú a vytvárajú priestorovú trojrozmernú štruktúru. Genetický kód určuje poradie aminokyselín v takom reťazci.

Väčšina ľudských buniek obsahuje serín vo svojej L-forme. Naopak, D-serín sa produkuje v bunkách nervového systému - neurónoch a gliových bunkách. V tomto variante serín pôsobí ako ko-agonista: viaže sa na receptory nervových buniek, a tým spúšťa signál v neuróne, ktorý vysiela ako elektrický impulz do svojho axónu a prechádza do ďalšej nervovej bunky. Týmto spôsobom sa prenos informácií uskutočňuje v nervovom systéme.

Avšak messengerová látka sa nemôže viazať na každý receptor podľa vlastnej vôle: Podľa princípu zámku a kľúča musia mať neurotransmitery a receptory vlastnosti, ktoré sa navzájom zhodujú. D-serín sa vyskytuje okrem iného ako ko-agonista na NMDA receptoroch. Hoci serín tu nie je hlavnou látkou pre poslov, má zosilňujúci účinok na prenos signálu.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Serín je nevyhnutný pre fungovanie tela. Ľudské bunky produkujú serín oxidáciou a amináciou 3-fosfoglycerátu, to znamená pridaním aminoskupiny. Serín je jednou z neutrálnych aminokyselín: jeho aminoskupina má vyváženú hodnotu pH, a preto nie je ani kyslá, ani zásaditá. Serín je navyše polárnou aminokyselinou.

Pretože je jedným zo stavebných blokov všetkých ľudských proteínov, je veľmi častý. Séria L predstavuje prirodzený variant serínu a vyskytuje sa hlavne pri neutrálnej hodnote pH okolo siedmich. Táto hodnota pH prevažuje vo vnútri buniek ľudského tela, v ktorých sa spracováva serín. L-serín je zwitterión. Zwitterión sa vytvorí, keď karboxylová skupina a aminoskupina navzájom reagujú: protón karboxylovej skupiny migruje na aminoskupinu a viaže sa na pár voľných elektrónov.

Zwitterión má teda kladný aj záporný náboj a nie je nabitý ako celok. Telo často štiepi serín na glycín, čo je tiež aminokyselina, ktorá je rovnako ako serín neutrálna, ale nepolárna. Serín môže tiež produkovať pyruvát, ktorý je tiež známy ako kyselina acetylformová alebo kyselina pyruvátová. Je to kyselina keto karboxylová.

Choroby a poruchy

V jeho L-forme sa serín vyskytuje v neurónoch a gliových bunkách a pravdepodobne hrá úlohu pri rôznych duševných chorobách. L-serín sa viaže ako ko-agonista na N-metyl-D-aspartátové receptory alebo NMDA receptory v krátkosti. Zosilňuje účinok neurotransmiterového glutamátu, ktorý sa viaže na receptory NMDA, a tým aktivuje nervové bunky.

Procesy učenia a pamäte závisia od receptorov NMDA; indikuje remodelovanie synaptických spojení a tým mení štruktúru nervového systému. Táto plasticita sa vyjadruje ako učenie na makroúrovni. Veda považuje túto súvislosť za dôležitú pre duševné choroby. Duševné choroby vedú k mnohým poruchám funkcie, ktoré často zahŕňajú aj problémy s pamäťou. Chybné vzdelávacie procesy môžu tiež prispieť k rozvoju duševných chorôb. Príkladom toho je depresia. Depresia vedie k zlej kognitívnej výkonnosti, najmä ak je veľmi závažná. Schopnosť učiť sa a pamäť sa však po ustúpení depresie opäť zlepšia.

Súčasná teória predpokladá, že častá aktivácia určitých nervových dráh zvyšuje pravdepodobnosť, že tieto dráhy budú aktivované rýchlejšie v prípade budúcich stimulov: prah stimulu klesá. Táto úvaha je založená na odblokovaní receptorov, čo by mohlo vysvetliť tento proces. V prípade duševných chorôb, ako je depresia alebo schizofrénia, môže dôjsť k prerušeniu tohto procesu, čo môže vysvetliť aspoň časť príslušných príznakov. V tejto súvislosti počiatočné štúdie potvrdzujú účinok D-serínu ako antidepresíva.