serin

Na serin to je aminokiselina koja je jedna od dvadeset prirodnih aminokiselina i nije bitna. D-oblik serina djeluje kao koagonist u neuronskoj signalizaciji i može igrati ulogu kod raznih mentalnih bolesti.

Što je serin

Serin je aminokiselina sa strukturnom formulom H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Javlja se u L obliku i jedna je od nebitnih aminokiselina jer ljudsko tijelo može to sam proizvesti. Serine svoje ime duguje latinskoj riječi "sericum", što znači "svila".

Svila može poslužiti kao sirovina za serin tehničkom obradom svilenog ljepila sericin. Kao i sve aminokiseline, i serin ima karakterističnu strukturu. Karboksilna skupina sastoji se od atomske sekvence ugljik, kisik, kisik, vodik (COOH); karboksilna skupina reagira kiselo kada se odvoji ion H +. Druga skupina atoma je amino skupina. Sastoji se od jednog atoma dušika i dva atoma vodika (NH2).

Nasuprot karboksilnoj skupini, amino skupina ima osnovnu reakciju po kojoj na dušik veže protone na osamljeni par elektrona. I karboksilna skupina i amino skupina iste su za sve aminokiseline. Treća skupina atoma je bočni lanac, kojem aminokiseline duguju svoja različita svojstva.

Funkcija, efekt i zadaće

Serin ima dvije važne funkcije za ljudsko tijelo. Kao aminokiselina, serin je građevni blok bjelančevina, a bjelančevine su makromolekule i tvore enzime i hormone, kao i osnovne tvari poput aktina i miozina koji čine mišiće.

Antitijela imunološkog sustava i hemoglobin, crveni krvni pigment, također su proteini. Pored serina, postoji devetnaest drugih aminokiselina koje se javljaju u prirodnim proteinima. Specifični raspored aminokiselina stvara duge lance proteina. Zbog svojih fizičkih svojstava, ovi se lanci savijaju i tvore prostornu, trodimenzionalnu strukturu. Genetski kod određuje redoslijed aminokiselina unutar takvog lanca.

U većini ljudskih stanica serin je u L-obliku. Suprotno tome, D-serin se proizvodi u stanicama živčanog sustava - neuronima i glijalnim stanicama. U ovoj varijanti, serin djeluje kao koagonist: veže se za receptore živčanih stanica i na taj način aktivira signal u neuronu koji kao električni impuls odašilje svom aksonu i prosljeđuje do sljedeće živčane stanice. Na taj se način prijenos informacija odvija unutar živčanog sustava.

Međutim, glasnik se ne može vezati za sve receptore po volji: Prema principu zaključavanja i ključa, neurotransmiteri i receptori moraju imati svojstva koja se međusobno podudaraju. D-serin se pojavljuje, između ostalog, kao ko-agonist na NMDA receptorima. Iako tamo serin nije glavna supstancija glasnika, on pojačava učinak na prijenos signala.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Serin je nužan za funkcioniranje tijela. Ljudske stanice tvore serin oksidacijom i aminiranjem 3-fosfoglicerata, to jest dodavanjem amino skupine. Serin je jedna od neutralnih aminokiselina: njegova amino skupina ima uravnoteženu pH vrijednost i stoga nije ni kiselina ni bazična. Pored toga, serin je polarna aminokiselina.

Budući da je jedan od građevnih blokova svih ljudskih proteina, vrlo je čest. L-serija prirodna je varijanta serina i javlja se uglavnom pri neutralnom pH oko sedam. Ova pH vrijednost prevladava unutar stanica ljudskog tijela u kojima se prerađuje serin. L-serin je zwitterion. Zwitterion nastaje kada karboksilna skupina i amino skupina reagiraju jedna s drugom: proton karboksilne skupine migrira u amino skupinu i tamo se veže za osamljeni par elektrona.

Kao rezultat toga, zwitterion ima i pozitivan i negativan naboj i puni se kao cjelina. Tijelo često razgrađuje serin do glicina, što je također aminokiselina koja je, poput serina, neutralna, ali nepolarna. Serin također može proizvesti piruvat, koji je također poznat kao acetilformna kiselina ili piruična kiselina. To je keto karboksilna kiselina.

Bolesti i poremećaji

Serin se u svom L-obliku pojavljuje u neuronima i glijalnim stanicama i vjerojatno ima ulogu u raznim mentalnim bolestima. L-serin se veže kao ko-agonist na N-metil-D-aspartat receptore ili NMDA receptore. Pojačava učinak neurotransmitera glutamata, koji se veže na NMDA receptore i na taj način aktivira živčane stanice.

Procesi učenja i pamćenja ovise o NMDA receptorima; ukazuje na preuređivanje sinaptičkih veza i na taj način mijenja strukturu živčanog sustava. Ova se plastičnost izražava učenjem na makro nivou. Znanost ovu vezu smatra relevantnom za mentalne bolesti. Mentalne bolesti dovode do brojnih funkcionalnih oštećenja, koja često uključuju i probleme s pamćenjem. Neispravni procesi učenja mogu također pridonijeti razvoju mentalnih bolesti. Primjer za to je depresija. Depresija dovodi do loših kognitivnih performansi, osobito kada je vrlo jaka. Ipak, učenje i rad na pamćenju ponovno se poboljšavaju kada depresija nestane.

Trenutna teorija pretpostavlja da učestala aktivacija određenih živčanih putova povećava vjerojatnost da će se ti putovi brže aktivirati u slučaju budućih podražaja: prag podražaja opada. Ovo razmatranje temelji se na deblokiranju receptora, što bi moglo objasniti postupak. U slučaju mentalnih bolesti poput depresije ili šizofrenije, može doći do poremećaja u ovom procesu, što može objasniti barem dio pojedinih simptoma. U tom kontekstu, početna ispitivanja potvrđuju učinak D-serina kao antidepresiva.