Luce solare, zucchero e serotonina

Il problema con il mucking della nostra biochimica è che non siamo mai veramente sicuri di quello che succederà. Per la maggior parte dei nutrienti e delle sostanze chimiche esiste una gamma di quantità accettabili, sebbene il range migliore possa dipendere dai livelli di qualcos'altro (lo zinco in quantità tossiche può interferire con l'assorbimento del rame con conseguenze fatali, per esempio).

La serotonina, prodotta nel nostro corpo, è difficile da capire. Troppo alto, e otteniamo confusione, ipertensione e forse anche psicosi, aggressività, ictus e morte. Troppo basso, e abbiamo ansia, violenza, suicidio e insonnia. È ovviamente importante mantenere i livelli cerebrali entro una buona gamma sana, e nel momento in cui iniziamo a cambiare le cose (come con un SSRI come il Prozac), il corpo inizia a cambiare il numero di recettori della sinaptica della serotonina. L'omeostasi in breve

Ma cos'è la serotonina? Da dove viene, e come ci siamo evoluti per averlo? Risulta che la serotonina è vecchia quasi quanto le colline, e alcune delle forme di vita più semplici hanno sostanze chimiche simili che svolgono un ruolo importante nella loro biochimica. La serotonina proviene da una linea di molecole che emettono energia derivata dal sole (1).

Sul pianeta Terra, gran parte degli affari della vita avviene con reazioni chimiche guidate dalla luce solare. Le prime reazioni fotosintetiche si sono verificate con una molecola nota come "indolo":

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Non è ovvio, ma quella molecola ha molti elettroni che sfrecciano intorno, e l'atomo in posizione "3" è estremamente reattivo e perderà molto facilmente gli elettroni. Aggiungi luce a tipi specifici di indoli e l'energia verrà creata quando l'idrogeno viene rilasciato. Si è teorizzato che questa reazione sia avvenuta per la prima volta sulla Terra 3 miliardi di anni fa. Questa reazione energetica fu l'inizio della vita basata sulla luce.

Il triptofano è l'aminoacido (proteina) alimentare che dobbiamo assumere per produrre la serotonina e il triptofano è anche un indolo. È l'amminoacido più fluorescente sotto luce nera. Il triptofano assorbe energia luminosa ed è un aminoacido vitale per la fotosintesi nei batteri marini, nelle alghe e nelle piante. Il processo di fotosintesi crea ossigeno dall'acqua, usando l'energia degli elettroni che sfrecciano sul triptofano, tra le altre cose. Questa creazione di ossigeno mediante la fotosintesi ha cambiato l'atmosfera del nostro pianeta e reso possibile la nostra vita.

Le piante hanno sviluppato una specifica fabbrica di energia all'interno delle loro cellule chiamata cloroplasto, la cui funzione è quella di catturare la luce per produrre energia e creare il triptofano. I cloroplasti sono dove vive la clorofilla. Il triptofano viene prodotto anche in tutti gli organismi primitivi unicellulari e nei sistemi vegetali. Gli animali (come gli umani) non producono triptofano e devono farlo attraverso la dieta. La fonte migliore per gli esseri umani proviene dalla carne di altri animali, anche se può essere difficile ottenere abbastanza triptofano nel cervello, poiché è l'amminoacido meno abbondante nel tessuto muscolare e deve competere con tutti gli altri aromatici più abbondanti amminoacidi per il trasportatore di amminoacidi aromatici. Tutti stanno aspettando nella hall per l'ascensore, e solo pochi possono salire fino in cima alla volta (ricordate questo po ', dato che torneremo tra poco).

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La serotonina è prodotta dal triptofano solo nei mastociti e nei neuroni. Tuttavia, le cellule in ogni singolo organo hanno speciali proteine ​​di assorbimento per catturare la serotonina circolante dal sangue.

Altre molecole derivate dal triptofano includono la melatonina (importante nel ciclo sonno-veglia), la psilocibina (la molecola attiva nei funghi psicogeni), l'ergotamina, la yohimbina (un afrodisiaco tradizionale) e l'LSD. La maggior parte di questi composti sono attivi nel cervello umano perché possono stimolare il recettore della serotonina. Un composto a base di triptofano chiamato auxina influenza la crescita cellulare nelle piante, consentendo a germogli e foglie di estendersi verso la luce.

Per fare la serotonina, il triptofano deve passare attraverso un paio di reazioni enzimatiche. In primo luogo, triptofano hyrodxylase rende triptofano in 5-HTP. Quindi un altro enzima (usando vitamina B6 e zinco) rende la 5-HTP in serotonina. La serotonina viene alla fine degradata dal MAO.

Il triptofano idrossilasi può essere l'enzima più antico che collega l'ossigeno ad altre molecole. Poiché l'ossigeno è generalmente abbastanza reattivo e tossico biochimicamente, questo è stato un modo precoce di liberarsi in sicurezza dell'eccesso di ossigeno creato dalla fotosintesi negli organismi primitivi. I recettori della luce nella retina umana (e di altri animali) sono molto simili ai recettori della serotonina e inizialmente si pensava si evolvessero un miliardo di anni fa. La serotonina è il più antico neurotrasmettitore e l'antiossidante originale. Ci sono 20 diversi recettori della serotonina nel cervello umano, e i recettori della serotonina si trovano in tutti gli animali, anche i ricci di mare.

In altri animali, la serotonina è coinvolta nel nuoto, nella puntura, nella modulazione dell'alimentazione, nella maturazione e nell'interazione sociale. In generale, è pensato come un fattore di crescita per i cervelli degli animali. Negli esseri umani, la carenza di serotonina è implicata nell'autismo, nella sindrome di Down, nell'anoressia, nell'ansia, nella depressione, nell'aggressività, nell'alcolismo e nei disturbi affettivi stagionali. Terapia della luce e farmaci che aumentano la serotonina sono entrambi trattamenti efficaci per la depressione che si verifica con bassi livelli di luce solare. L'esposizione alla luce aumenta la serotonina nell'uomo, e i livelli di serotonina sono più bassi in inverno e più alti nei giorni luminosi, indipendentemente dal periodo dell'anno. La light therapy di 10.000 lux diminuisce l'ideazione suicidaria in alcune persone.

Il triptofano è un amminoacido importante, più facilmente reperibile da fonti animali (fonti vegetali come i semi di zucca contengono acido fitico che può inibirne l'assorbimento) e le sue numerose molecole derivate funzionano meglio con abbondante luce solare. Pensalo come il tuo piccolo pezzo di fotosintesi.

Negli ultimi anni, abbiamo imparato un po 'di più sui ritmi naturali della serotonina, in particolare sulla variazione estate / inverno. Il gruppo di Meyer in Canada ha usato una scansione PET su 88 individui sani e naive, e ha scoperto che i livelli del trasportatore di serotonina che spinge la serotonina fuori dal cervello era più alto durante l'inverno e più basso durante l'estate. I ricercatori hanno ritenuto che il trigger più probabile del cervello per spiegare la variazione fosse la luce solare, anche se anche l'umidità sembrava avere un ruolo. (Nell'introduzione al classico libro di Jackson, Melancholia and Depression, si scoprirà che al tempo di Ippocrate, nel V secolo a. C., la malinconia era associata alla bile nera, all'autunno e al clima freddo / secco).

Perché i nostri cervelli spediscono la serotonina per l'inverno? Non lo so. Forse ha a che fare con variazioni stagionali nell'approvvigionamento di cibo. Anche la serotonina segnala sazietà – forse sarebbe meglio mangiare di più in inverno quando avremmo potuto mettere le mani sul cibo, e non era un problema in estate quando il cibo era probabilmente più abbondante. La serotonina, il precursore dell'ormone del sonno melatonina, potrebbe non essere necessaria altrettanto nel periodo invernale, quando c'è meno luce. Queste sono ipotesi, davvero, ma ci deve essere una buona ragione.

C'è anche un segnale di carboidrati / proteine ​​per la serotonina. Il meccanismo attuale è disordinato, ma diamo un vortice (2):

Ancora una volta, il triptofano è l'aminoacido alimentare di cui abbiamo bisogno per produrre la serotonina. La fonte migliore è la carne, ma quando mangiamo carne, otteniamo un mix di tutti i tipi di amminoacidi, e poiché il triptofano è il meno abbondante, quando compete con tutte le altre proteine ​​per l'ammissione nel cervello, tende a perdere . Quindi un pasto ricco di proteine ​​e basso contenuto di carboidrati lascerà il tuo plasma pieno di triptofano ma il tuo cervello un po 'basso.

Quindi aggiungi alcuni carboidrati. Ecco la parte disordinata. A differenza di altri aminoacidi, il triptofano viene trasportato principalmente nel sangue da un'altra proteina, l'albumina. Mangia i carboidrati: l'insulina viene attivata e le proteine ​​vengono prelevate dal sangue e tirate nel muscolo. Tranne il triptofano per lo più legato è immune alla chiamata di sirena dell'insulina. E il trasportatore del cervello per il triptofano non si preoccupa se il triptofano è legato all'albumina o libero galleggiante. All'improvviso, c'è più triptofano nel sangue rispetto agli altri aminoacidi, e il triptofano è per la prima volta in linea nel cervello. Da lì, è trasformato in serotonina, e ci sentiamo bene e rilassati, pieni e assonnati, almeno per un paio d'ore fino a quando il segnale si spegne. Quindi desideriamo più carboidrati.

Quindi cosa significa tutto ciò? Rob Faigin e altri hanno postulato che avere oscene quantità di zuccheri e carboidrati per lunghi periodi di tempo può limitare al massimo il nostro macchinario di serotonina, lasciandoci infelici, assetati di carboidrati e depressi. La dieta anti-low-carb sosterrà che senza i carboidrati non avremo il triptofano nel cervello e saremo depressi. I dati sono stati contrastanti, con alcuni studi che mostrano alti livelli di consumo di zucchero a lungo termine senza alcun effetto sull'umore, mentre altri mostrano che il consumo di zuccheri e carboidrati ha un effetto piuttosto forte sull'aggressività e l'umore (3). C'è anche uno studio piuttosto infame delle persone con diete a bassissimo contenuto di carboidrati che hanno più depressione dopo un anno rispetto alle persone con diete a basso contenuto di grassi – ma il gruppo a basso contenuto di carboidrati iniziava con il doppio delle persone che assumevano farmaci antidepressivi.

Variazioni stagionali, luce solare, zucchero e suicidio – tutti collegati in qualche modo alla serotonina. Mi sembra che gli esseri umani abbiano prosperato su tutti i tipi di diete – dagli Inuit ad alto contenuto di grassi (molti periodi di scarsa luce!) Ai carboidrati Kitavans. Quello che queste diete hanno in comune è un sacco di cibo reale, ricco di sostanze nutritive, niente cibo trasformato, niente oli vegetali e tanto pesce. E mentre i Kitavan mangiano molti carboidrati sotto forma di verdure amidacee, non mangiano molto zucchero. Per quanto mi riguarda, la giuria è ancora fuori da quale composizione di macronutrienti sia assolutamente ottimale – potrebbe essere diversa stagione per stagione o persona per persona, se è importante. La cosa più importante è avere abbastanza di tutti i mattoni grezzi. È molto più facile da fare se si evita di mangiare la spazzatura.

Qui c'è salute, luce solare e serotonina.

Un ringraziamento speciale al paleo blogger Jamie Scott per i link a molte delle fonti in questo articolo.

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Copyright Emily Deans, MD