Госпіталізовано хворого з діагнозом карциноїд кишечнику. Аналіз виявив підвищену продукцію серотоніну. Відомо, що ця речовина утворюється з амінокислоти триптофану. Який біохімічний механізм лежить в основі даного процесу?

Чому це правильна відповідь

Серотонін (5-гідрокситриптамін) синтезується в ентерохромафінних клітинах кишечника, нейронах ЦНС та тромбоцитах виключно двоступеневим шляхом із L-триптофану. На першому етапі триптофан-5-гідроксилаза (кофермент — тетрагідробіоптерин, BH₄) гідроксилює триптофан у 5-гідрокситриптофан (5-HTP) у цитозолі. Другий, ключовий і незворотний етап — декарбоксилювання 5-гідрокситриптофану до серотоніну — каталізується ароматичною L-амінокислотною декарбоксилазою (AADC), піридоксальфосфатзалежним ферментом. Механізм реакції типовий для PLP-залежних декарбоксилаз: піридоксальфосфат утворює основу Шиффа з α-аміногрупою 5-HTP, після чого відбувається відщеплення CO₂ і утворення хіноноїдного інтермедіату, який протонується з утворенням серотоніну. Саме реакція декарбоксилування є лімітуючою і регуляторною ланкою синтезу серотоніну. При карциноїдних пухлинах ентерохромафінних клітин (особливо метастазуючих у печінку) спостерігається гіперекспресія AADC та триптофан-5-гідроксилази, що призводить до надлишкового перетворення триптофану (>60 % від усього надходження) на серотонін із подальшим утворенням 5-гідроксііндолоцтової кислоти (5-HIAA), яка масово виводиться з сечею. Це пояснює класичну картину карциноїдного синдрому (припливи, діарея, бронхоспазм, ураження клапанів серця) і пелагроподібний дефіцит ніацину). Таким чином, біохімічною основою гіперпродукції серотоніну при карциноїді є саме посилене декарбоксилювання 5-гідрокситриптофану.