V Serine je to aminokyselina, která je jednou z dvaceti přírodních aminokyselin a není nezbytná. D-forma serinu působí jako ko-agonista v neuronální signalizaci a může hrát roli při různých duševních onemocněních.
Co je serin
Serin je aminokyselina se strukturním vzorcem H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Vyskytuje se v L-formě a je jednou z neesenciálních aminokyselin, protože ji může produkovat lidské tělo. Serine vděčí za své jméno latinskému slovu „sericum“, což znamená „hedvábí“.
Hedvábí může sloužit jako surovina pro serin technickým zpracováním sericinu z hedvábného lepidla. Stejně jako všechny aminokyseliny má serin charakteristickou strukturu. Karboxylová skupina sestává z atomu atomu uhlíku, kyslíku, kyslíku, vodíku (COOH); karboxylová skupina reaguje kysele, když se ion H + odštěpí. Druhou skupinou atomů je aminoskupina. Skládá se z jednoho atomu dusíku a dvou atomů vodíku (NH2).
Na rozdíl od karboxylové skupiny má aminoskupina základní reakci v tom, že připojuje proton k osamělému páru elektronů na dusíku. Karboxylová skupina i aminoskupina jsou stejné pro všechny aminokyseliny. Třetí skupinou atomů je postranní řetězec, kterému aminokyseliny vděčí za své různé vlastnosti.
Funkce, efekt a úkoly
Serin má dvě důležité funkce pro lidské tělo. Jako aminokyselina je serin stavebním kamenem pro bílkoviny Proteiny jsou makromolekuly a tvoří enzymy a hormony a také základní látky, jako jsou aktin a myosin, které vytvářejí svaly.
Protilátky imunitního systému a hemoglobin, červený krevní pigment, jsou také proteiny. Kromě serinu existuje v přírodních proteinech také devatenáct dalších aminokyselin. Specifické uspořádání aminokyselin vytváří dlouhé proteinové řetězce. Díky svým fyzikálním vlastnostem se tyto řetězce skládají a vytvářejí prostorovou trojrozměrnou strukturu. Genetický kód určuje pořadí aminokyselin v takovém řetězci.
Ve většině lidských buněk je serin ve své L-formě. Naproti tomu D-serin je produkován v buňkách nervového systému - v neuronech a gliových buňkách. V této variantě serin působí jako ko-agonista: váže se na receptory nervových buněk, a tím spouští signál v neuronu, který přenáší jako elektrický impuls do svého axonu a dále do další nervové buňky. Tímto způsobem probíhá přenos informací v nervovém systému.
Poselská látka se však nemůže vázat na každý receptor podle své vůle: Podle principu zámku a klíče musí mít neurotransmitery a receptory vlastnosti, které se navzájem shodují. D-serin se vyskytuje mimo jiné jako ko-agonista na NMDA receptorech. Přestože tam serin není hlavní poselskou látkou, má zesílení na přenos signálu.
Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Serin je nezbytný pro fungování těla. Lidské buňky produkují serin oxidací a aminací 3-fosfoglycerátu, to znamená přidáním aminoskupiny. Serin je jednou z neutrálních aminokyselin: jeho aminoskupina má vyváženou hodnotu pH, a proto není ani kyselá, ani zásaditá. Kromě toho je serin polární aminokyselina.
Protože je jedním ze stavebních kamenů všech lidských proteinů, je velmi běžný. Řada L je přirozená varianta serinu a vyskytuje se primárně při neutrálním pH kolem sedmi. Tato hodnota pH převládá uvnitř buněk lidského těla, ve kterých se zpracovává serin. L-serin je zwitterion. Zwitterion se vytvoří, když karboxylová skupina a aminoskupina spolu navzájem reagují: proton karboxylové skupiny migruje na aminoskupinu a tam se váže na osamělý pár elektronů.
Zwitterion má tedy kladný i záporný náboj a není nabitý jako celek. Tělo často štěpí serin na glycin, což je také aminokyselina, která je stejně jako serin neutrální, ale nepolární. Serin může také produkovat pyruvát, který je také známý jako kyselina acetylformová nebo kyselina pyruvová. Je to keto karboxylová kyselina.
Nemoci a poruchy
Ve své L-formě se serin vyskytuje v neuronech a gliových buňkách a pravděpodobně hraje roli při různých duševních onemocněních. L-serin se váže jako ko-agonista k N-methyl-D-aspartátovým receptorům nebo zkráceně NMDA receptorům. Posiluje účinek neurotransmiteru glutamátu, který se váže na receptory NMDA, a tím aktivuje nervové buňky.
Procesy učení a paměti závisí na receptorech NMDA; indikuje remodelaci synaptických spojení a tím mění strukturu nervového systému. Tato plasticita je vyjádřena jako učení na makroúrovni. Věda považuje toto spojení za relevantní k duševním onemocněním. Duševní choroby vedou k řadě funkčních poruch, které často zahrnují i problémy s pamětí. Vadné procesy učení mohou také přispět k rozvoji duševních chorob. Příkladem je deprese. Deprese vede ke špatným kognitivním výkonům, zejména pokud je velmi závažná. Po odeznění deprese se však výkon učení a paměti znovu zlepší.
Současná teorie předpokládá, že častá aktivace určitých nervových drah zvyšuje pravděpodobnost, že tyto dráhy budou aktivovány rychleji v případě budoucích podnětů: prahová hodnota stimulu klesá. Tato úvaha je založena na odblokování receptorů, které by mohlo tento proces vysvětlit. V případě duševních chorob, jako je deprese nebo schizofrenie, může docházet k narušení tohoto procesu, což může vysvětlit alespoň část příslušných symptomů. V této souvislosti počáteční studie potvrzují účinek D-serinu jako antidepresiva.
