L-Тирозин

L-тирозин — одна из двадцати аминокислот, из которых построены белки нашего тела, и сырьё для дофамина, норадреналина и адреналина. Тирозин для чего нужен организму, откуда взялось его имя и почему учёные десятилетиями изучают его у пилотов, военных и студентов — об этом гайд.

Это не инструкция, а история вещества. Мы пройдём путь по порядку:

• как тирозин нашли в сыре в середине XIX века и как постепенно поняли, зачем он мозгу;
• что это за молекула и чем L-тирозин отличается от других форм;
• как из него рождаются нейромедиаторы и почему его действие зависит от ситуации;
• что показали исследования — с авторами, годами и честными оговорками;
• почему в линейке «Нейропитание» он выпускается моно-составом в капсулах.

Главная мысль, которая пройдёт через весь текст: тирозин проявляет себя прежде всего под нагрузкой — при стрессе, холоде, недосыпе, многозадачности. В спокойный день у отдохнувшего человека разница обычно мала.

1846: Либих и казеин

Тирозин открыл немецкий химик Юстус фон Либих в 1846 году. Он расщеплял казеин — главный белок молока и сыра — и выделил из продуктов распада новое кристаллическое вещество. Название подсказал источник: по-гречески tyros значит «сыр». Белые хрустящие крупинки в долго выдержанных сырах вроде пармезана или старой гауды — нередко как раз кристаллы тирозина.

Структура и синтез

Во второй половине XIX века химики выяснили строение молекулы: это фенилаланин с дополнительной гидроксильной группой, отсюда второе название — 4-гидроксифенилаланин. В 1883 году Эмиль Эрленмейер с соавтором получил тирозин синтетически и тем подтвердил его структуру.

XX век: гормоны и мозг

Постепенно стало понятно, что тирозин — не просто «кирпич» белков:

• в 1910–1920-х годах выделили и расшифровали тироксин, гормон щитовидной железы, — он оказался построен из остатков тирозина и йода;
• в 1934 году норвежский врач Асбьёрн Фёллинг описал фенилкетонурию — наследственное нарушение, при котором фенилаланин не превращается в тирозин. Это показало, насколько важен путь «фенилаланин → тирозин»;
• в конце 1950-х шведский фармаколог Арвид Карлссон показал, что дофамин — самостоятельный нейромедиатор, а не только промежуточное звено на пути к норадреналину. В 2000 году он получил за эти работы Нобелевскую премию;
• в 1964 году в лаборатории Сиднея Уденфренда (Нагацу, Левитт, Уденфренд) описали тирозингидроксилазу — фермент, с которого начинается синтез катехоламинов, и показали, что именно он задаёт скорость всей цепочки.

1970–1980-е: идея «предшественников»

В Массачусетском технологическом институте Ричард Вуртман и Джон Фернстром показали, что синтез некоторых нейромедиаторов в мозге зависит от того, сколько их сырья приходит с кровью и с какими аминокислотами оно конкурирует. Эта идея легла в основу военных исследований тирозина в 1980–1990-х: учёные армии США проверяли, помогает ли он людям сохранять ясную голову в холоде, на высоте и без сна.

Молекула и её место в обмене веществ

Аминокислота тирозин (Tyr, 4-гидроксифенилаланин) — одна из двадцати аминокислот, из которых собираются белки. Её называют условно заменимой: организм умеет получать тирозин из другой аминокислоты, фенилаланина, с помощью фермента фенилаланингидроксилазы в печени. Поэтому при обычном питании дефицита тирозина, как правило, нет. Дополнительный тирозин интересен не для «восполнения нехватки», а чтобы дать мозгу дополнительный запас сырья в моменты повышенного расхода.

Тирозин и L-тирозин: в чём разница

Молекула тирозина существует в двух зеркальных формах — L и D. Белки человека и большинство ферментов работают только с L-формой. Когда на упаковке пишут «тирозин», почти всегда имеют в виду именно L-тирозин; в запросах встречаются и другие написания — л тирозин, эль тирозин, l тирозин. Это одно и то же вещество.

Есть ещё N-ацетил-L-тирозин (NALT) — модифицированная форма, которая лучше растворяется в воде. Однако в исследованиях заметная часть NALT выводится с мочой без превращения в тирозин, поэтому для поднятия его уровня в крови в научных работах чаще используют обычный L-тирозин. В нашем продукте — именно он.

Где содержится тирозин в еде

Тирозин есть в любом полноценном белке: мясе, птице, рыбе, яйцах, твороге и сырах, бобовых и сое, орехах и семечках. Человек со сбалансированным рационом получает его каждый день. Но из пищи тирозин поступает вместе с другими аминокислотами, которые конкурируют с ним за вход в мозг, — подробнее об этом в разделе про путь в мозг.

Цепочка катехоламинов

1. Тирозин всасывается в кишечнике и с кровью доходит до мозга.
2. Через гематоэнцефалический барьер его переносит транспортёр больших нейтральных аминокислот (LAT1). Этим же «лифтом» пользуются триптофан, фенилаланин, лейцин, валин, изолейцин.
3. В нейроне фермент тирозингидроксилаза превращает тирозин в L-ДОФА. Это самый медленный, лимитирующий шаг всей цепочки.
4. Из L-ДОФА образуется дофамин, из дофамина — норадреналин, в надпочечниках из норадреналина — адреналин.

Дофамин связан с мотивацией, ощущением «стоит усилий», переключением между задачами и рабочей памятью в префронтальной коре. Норадреналин отвечает за бодрствование, настороженность и реакцию на стресс.

Почему эффект зависит от ситуации

В спокойном состоянии тирозингидроксилаза работает почти «на полную» от того тирозина, что уже есть в мозге, а сам фермент тормозится накопленными катехоламинами. Лишнее сырьё ей в этот момент мало что даёт. Поэтому у отдохнувшего человека дополнительный тирозин обычно не повышает уровень дофамина заметно.

Иначе всё выглядит, когда нейроны работают интенсивно: при остром стрессе, холоде, недосыпе, долгой концентрации. Активность фермента растёт, медиаторы расходуются быстрее, и запас предшественника начинает ограничивать синтез. В экспериментах на животных именно в таких условиях добавка тирозина предотвращала истощение норадреналина в отдельных зонах мозга. На людях это совпадает с тем, что показывают поведенческие исследования: польза проявляется там, где без него производительность проседает.

Тирозин и щитовидная железа

Тирозин входит в структуру гормонов щитовидной железы — тироксина (T4) и трийодтиронина (T3). Их синтез идёт на белке тиреоглобулине, где остатки тирозина присоединяют йод. Отсюда частый запрос «йод и тирозин». Но ограничивающим фактором для гормонов обычно служат йод и регуляция самой железы, а не тирозин: при нормальном питании его хватает. Данных, что добавка тирозина у здоровых людей меняет работу щитовидной железы, нет.

Другие роли

Из тирозина в коже и волосах образуется меланин — пигмент, который определяет их цвет; запускает этот путь фермент тирозиназа. Кроме того, остатки тирозина в белках работают как «выключатели»: присоединение к ним фосфатной группы (фосфорилирование по тирозину) — один из главных способов передачи сигналов внутри клетки, например в ответ на инсулин и факторы роста.

Как тирозин всасывается

Тирозин всасывается в тонком кишечнике с помощью переносчиков аминокислот и с кровью разносится по организму. Часть его задерживается в печени, где он идёт на синтез белка или распадается. Уровень тирозина в крови меняется в течение суток и зависит от питания.

Конкуренция за вход в мозг

Чтобы попасть в мозг, тирозин проходит гематоэнцефалический барьер через транспортёр LAT1. Этот «лифт» общий для нескольких больших нейтральных аминокислот: триптофана, фенилаланина, лейцина, изолейцина, валина. Сколько тирозина пройдёт, зависит не только от его количества, но и от соотношения с конкурентами.

Именно эту закономерность в 1970-х описали Фернстром и Вуртман. Белковая еда приносит сразу все аминокислоты, и тирозин оказывается в общей очереди. Поэтому в исследованиях его давали в чистом виде — так его доля среди конкурентов временно растёт.

Тирозин и триптофан

Триптофан — предшественник серотонина и мелатонина — пользуется тем же транспортёром. Это наглядный пример баланса в мозге: два вещества с почти противоположной «специализацией» — включённость и бодрствование против спокойствия и сна — соревнуются за один вход. Отсюда логика линейки «Нейропитание»: тирозин относится к её дневной части, триптофан — к вечерней.

Стресс среды: холод и высота

Banderet и Lieberman, 1989, Brain Research Bulletin. Двойное слепое исследование на добровольцах, которые несколько часов находились в условиях холода и гипоксии, имитирующей высокогорье. Тирозин в высокой разовой порции, рассчитанной по весу, уменьшал жалобы на самочувствие и смягчал падение результатов когнитивных тестов по сравнению с плацебо.

Shurtleff и др., 1994, Pharmacology Biochemistry and Behavior. Участники выполняли задачу на рабочую память на холоде. После тирозина точность заметно меньше снижалась, чем после плацебо; при комнатной температуре различий почти не было. Это одна из самых наглядных иллюстраций принципа «эффект под нагрузкой».

Ночь без сна

Neri и др., 1995, Aviation, Space, and Environmental Medicine. Исследование для военных и гражданских операторов, работающих ночью. Добровольцы не спали около суток; в ранние утренние часы они получали тирозин или плацебо. Тирозин примерно на три часа смягчал спад психомоторной работоспособности и бдительности, который обычно приходится на эти часы. Эффект был временным и не заменял сна.

Когнитивная нагрузка без внешнего стресса

Группа Лоренцы Кольцато из Лейденского университета в 2013–2015 годах проверяла тирозин на здоровых студентах в задачах, которые требуют от мозга переключения и контроля. Однократное использование тирозина улучшало гибкость при переключении между задачами (Steenbergen и др., 2015, Neuropsychologia), торможение ненужной реакции в тесте stop-signal (Colzato и др., 2014, Neuropsychologia) и обновление содержимого рабочей памяти (Colzato и др., 2013, Frontiers in Behavioral Neuroscience). Эффекты небольшие и измерены в лаборатории за одну сессию.

Обзор: где тирозин помогает, а где нет

Jongkees, Hommel, Kühn и Colzato, 2015, Journal of Psychiatric Research. Обзор исследований тирозина у здоровых людей и пациентов. Вывод авторов сформулирован осторожно: тирозин, по-видимому, восполняет когнитивные ресурсы в коротких стрессовых и требовательных ситуациях — при холоде, недосыпе, многозадачности, — когда синтез катехоламинов становится ограничивающим. В спокойных условиях убедительных эффектов нет. Данных по длительному использованию и по клиническим состояниям, включая депрессию, недостаточно, и тирозин там не показал надёжной пользы.

Важные оговорки

• Возраст. В работе van de Rest и др., 2017 (Neurobiology of Aging) у пожилых людей высокие разовые порции тирозина не улучшали, а у части участников ухудшали рабочую память. Ответ на тирозин, вероятно, зависит от исходного уровня дофамина: тем, у кого он и так в оптимуме, «лишний» не помогает.
• Спорт. Работы на выносливость в целом не показали прироста результатов от тирозина; отдельные данные о пользе в жару противоречивы.
• Острый, а не накопительный эффект. Почти все исследования оценивали действие в первые часы после однократного использования. Хороших длительных испытаний немного.

Источники

• Banderet LE, Lieberman HR. Treatment with tyrosine, a neurotransmitter precursor, reduces environmental stress in humans. Brain Research Bulletin, 1989.
• Shurtleff D, Thomas JR, Schrot J и др. Tyrosine reverses a cold-induced working memory deficit in humans. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 1994.
• Neri DF, Wiegmann D, Stanny RR и др. The effects of tyrosine on cognitive performance during extended wakefulness. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 1995.
• Deijen JB, Wientjes CJ, Vullinghs HF и др. Tyrosine improves cognitive performance and reduces blood pressure in cadets after one week of a combat training course. Brain Research Bulletin, 1999.
• Colzato LS и др. Working memory reloaded: tyrosine repletes updating in the N-back task. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 2013.
• Colzato LS и др. Eating to stop: tyrosine supplementation enhances inhibitory control but not response execution. Neuropsychologia, 2014.
• Steenbergen L и др. Tyrosine promotes cognitive flexibility: evidence from proactive vs. reactive control during task switching performance. Neuropsychologia, 2015.
• Jongkees BJ, Hommel B, Kühn S, Colzato LS. Effect of tyrosine supplementation on clinical and healthy populations under stress or cognitive demands — a review. Journal of Psychiatric Research, 2015.
• van de Rest O и др. Effects of tyrosine on cognitive function in older adults. Neurobiology of Aging, 2017.

Из исследований складывается довольно чёткий портрет: тирозин изучают прежде всего там, где нагрузка носит пиковый характер.

Ситуации, близкие к условиям исследований

• Недосып и ночные смены. Дежурства, сменный график, ранний вылет — ближе всего к условиям работы Нери.
• Длинный день с многозадачностью. Дедлайн, переговоры подряд, отчёт, где нужно держать в голове много переменных.
• Интеллектуальные испытания под давлением, где важна рабочая память.
• Холод, походы, высота, когда организм и так тратит ресурсы на адаптацию.

Где эффект мал или не показан

• Человек высыпается, день спокойный, задача привычная — по данным исследований, дополнительный тирозин в такой ситуации обычно не даёт ощутимой разницы.
• Тирозин не замена антидепрессантам и не способ справиться с тревожным расстройством: данные здесь отрицательные или отсутствуют.
• Прироста силы и выносливости в спорте работы в целом не показали.

Капсула — простая и точная форма для аминокислоты: порошок L-тирозина плохо растворяется в воде, и капсула снимает этот вопрос.

Чем отличается наш продукт

• Моно-состав. Только L-тирозин, без кофеина, экстрактов и «энергетических» смесей. Вы точно знаете, на что реагирует организм.
• Форма L. Та же, что использовалась в большинстве исследований, а не N-ацетил-тирозин.
• Линейка с логикой времени суток. Тирозин — дневная часть «Нейропитания»; вечерние продукты линейки работают с другими путями, в том числе с триптофаном.
• Производство в России, срок годности — 24 месяца.

• L-тирозин — аминокислота, которую Либих выделил из казеина в 1846 году; имя дано от греческого «сыр».
• Он сырьё для дофамина, норадреналина и адреналина, а также для гормонов щитовидной железы и меланина.
• Скорость синтеза задаёт фермент тирозингидроксилаза, поэтому дополнительный тирозин важен прежде всего, когда нейроны работают интенсивно.
• В исследованиях его польза проявлялась под нагрузкой: холод, недосып, многозадачность. В спокойный день эффект мал, и он не заменяет сна.
• В линейке «Нейропитание» это моно-состав в капсулах, в той же L-форме, что изучалась в работах.