5-Hydroxytryptophan

Strukturformel
Allgemeines
Name	5-Hydroxytryptophan
Andere Namen	L-Hydroxytryptophan (S)-5-Hydroxytryptophan (IUPAC) 5-Hydroxy-L-tryptophan (IUPAC) Oxitriptan (INN)
Summenformel	C11H12N2O3
CAS-Nummer	4350-09-8
Kurzbeschreibung	weißliches Pulver, feinkristallin [1]
Eigenschaften
Molare Masse	220,23 g·mol−1 [1][2]
Aggregatzustand	fest
Dichte	200 kg/m³ (Schüttdichte) [1]
Schmelzpunkt	270 °C [2] (Zersetzung ab 273 °C [1])
Löslichkeit	schwer löslich in Wasser
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung Xn Gesundheits- schädlich  [1][2] R- und S-Sätze R: 22 [1][2] S: keine S-Sätze [1][2]
LD50	1708 mg·kg−1 [3] (Maus, oral), 285 mg·kg−1 [2] (Kaninchen, oral)
WGK	1 [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

5-Hydroxytryptophan (5-HTP), genauer 5-Hydroxy-L-Tryptophan, ist eine nicht-proteinogene Aminosäure mit lipophiler aromatischer Seitenkette. Es ist ein Zwischenprodukt bei der Serotoninsynthese aus L-Tryptophan in Organismen.

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Vorkommen

5-Hydroxy-L-Tryptophan kommt wie L-Tryptophan und Serotonin in verschiedenen Bananensorten vor, außerdem in den Samen der afrikanischen Schwarzbohne (Griffonia simplicifolia).

Gewinnung und Darstellung

Industrielle Synthese

Kommerziell wird 5-Hydroxytryptophan aus den Samen der afrikanischen Schwarzbohne (Griffonia simplicifolia) gewonnen, in denen es in reichlicher Menge vorhanden ist.

Verwendung

Arzneistoff

Wirkung

Die Wirkung von 5-Hydroxytryptophan (wie auch von L-Tryptophan) wird oft als stimmungsaufhellend, beruhigend und gewichtsreduzierend beschrieben. Die stimmungsaufhellende Wirkung von 5-HTP beruht dabei vermutlich auf der Tatsache, dass es im menschlichen Körper zu Serotonin umgebaut wird. Es wird angenommen, dass durch einen erhöhten Serotoninspiegel die Stimmung aufgehellt und Depressionen gelindert werden können. Als Nebenwirkungen können dabei vor allem Tagesmüdigkeit, Schwindel und Kopfschmerzen auftreten. Die antidepressive Wirkung konnte in Studien jedoch aufgrund schlechter Studienqualität nicht zweifelsfrei belegt werden.^[4]

Anwendung

5-HTP wird als Kombipräparat zusammen mit einem „peripheren“ Decarboxylase-Inhibitor (PDI) (s. Theoretische Gefahr von Fibrosen) als Medikament gegen Depressionen angewendet und gilt in dieser Form (neben seiner Vorläufersubstanz L-Tryptophan) als „natürliches Antidepressivum“^[5]. Dem Kombipräparat wird eine gute Wirksamkeit bei depressiven Erkrankungen bei gleichzeitig geringen Nebenwirkungen nachgesagt. Letzteres gilt nicht für 5-HTP als Monopräparat, da hier häufig u. a. von Übelkeit, Erbrechen und von Wechselwirkungen mit allgemeiner Nahrungsaufnahme nach der Einnahme von (größeren Mengen) 5-HTP berichtet wurde und daneben theoretisch die weiter unten genannten Schäden auftreten können. ^[6]

Es ist zunächst unerheblich, ob L-Tryptophan oder 5-HTP eingenommen wird. 5-HTP wird jedoch wesentlich effizienter zu Serotonin verstoffwechselt; man kann also die gleiche serotonerge Wirkung von L-Tryptophan auch mit einer geringeren Menge 5-HTP erzielen. (Vgl. a. Tryptophan-Dosierung)

Rechtliche Situation

5-Hydroxy-Tryptophan ist in Deutschland nicht mehr auf dem Markt erhältlich. L-Tryptophan ist in Deutschland rezeptfrei in Apotheken erhältlich. Es wird allerdings nicht als Stimmungsaufheller, sondern als mildes Schlaf- und Beruhigungsmittel verkauft (Dosis: ca. 500 mg L-Tryptophan pro Tablette).

L-Tryptophan war bis Januar 1996 in den USA verboten. Möglicherweise hat das Verbot in den USA auch mit dem Fall des verunreinigten L-Tryptophans zu tun, welches die japanische Firma Showa Denko in den 80er Jahren auf gentechnischem Wege hergestellt hat und wodurch die mitunter tödlich verlaufende Blutkrankeit EMS (Eosinophiles Myalgie-Syndrom) ausgelöst wurde.

Biologische Bedeutung

Stoffwechsel (Mensch)

  5-Hydroxytryptophan hat keine eigene biologische Funktion im menschlichen Körper, sondern wird im menschlichen Körper zur Serotoninsynthese (und infolgedessen auch zur Melatoninsynthese) verwendet. Dabei hat es im Gegensatz zu seiner chemischen Vorstufe L-Tryptophan keine nennenswerten anderen Stoffwechselwege, wird also vollständig zu Serotonin umgesetzt. Zudem läuft die Umsetzung von 5-HTP zu Serotonin wesentlich schneller ab als die von L-Tryptophan zu 5-HTP. Aus diesen beiden Gründen ist die Wirkung von 5-HTP auf den Serotoninhaushalt schneller und stärker als bei L-Tryptophan.

Der Großteil des über die Nahrung aufgenommenen 5-HTP wird in der Leber verstoffwechselt und als Serotonin in das Blut abgegeben, wo es teils von Blutplättchen, teils von Darmzellen aufgenommen wird, teils rasch wieder durch das Monoamino-Oxidase-System der Lunge abgebaut wird. Ein anderer Teil gelangt über die Blut-Hirn-Schranke in das Gehirn und wird dort von den serotonergen Nervenzellen zur Serotoninsynthese herangezogen.

Besonders ist hier noch die im Darm befindliche besondere Zellart der enterochromaffinen Zellen zu nennen, die eine Zwischenform zwischen Nervenzelle und einfacher Darmzelle darstellen und ebenfalls Serotonin zur Signalübertragung benutzten. Da diese Zellen zwar das Enzym Hydroxytryptophan-Decarboxylase besitzen, nicht aber Tryptophan-Hydroxylase können sie normalerweise selbst kein Serotonin aus der Nahrung herstellen; denn unsere Nahrung enthält gemeinhin nur L-Tryptophan und kein (oder kaum) 5-HTP. Sie sind daher auf das 5-HTP angewiesen, welches in der Leber aus L-Tryptophan hergestellt und noch nicht zu Serotonin umgesetzt wurde. Wird nun 5-HTP direkt mit der Nahrung bzw. als Nahrungsergänzung zugeführt, ist die Menge an 5-HTP, die diese Zellen erreicht, üblicherweise sehr viel größer als sonst und sie beginnen sehr viel Serotonin daraus zu produzieren. Die Folge sind gerade einige der Nebenwirkungen von 5-HTP, die L-Tryptophan nicht hat, und zwar – je nach Dosis – Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen.

5-HTP- / Serotoninsynthese (Mensch)

L-Tryptophan wird durch das Enzym Tryptophan-Hydroxylase (TPH) in 5-Hydroxytryptophan (5-HTP) überführt. Die Tryptophanhydroxylase kann durch eine Reihe an Faktoren gehemmt werden, so z. B. durch Vitamin-B₆ / Vitamin-B₃-Mangel, Insulinresistenz, Magnesiummangel, aber auch durch Stress. Da der Übergang vom L-Tryptophan zum 5-HTP bei der körpereigenen Serotoninsynthese der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist, kommt der Tryptophan-Hydroxylase eine wichtige Regelfunktion dieses Syntheseweges zu.

5-HTP wird durch das Enzym Hydroxytryptophan-Decarboxylase (genauer: Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase, AADC) in Serotonin überführt. Das Vitamin-B₆-Derivat Pyridoxalphosphat wirkt dabei als Cofaktor und verstärkt (oder vermindert) in Abhängigkeit seines Vorhandenseins die Aktivität der Hydroxytryptophan-Decarboxylase. ^[7][8]

Sicherheitshinweise

Theoretische Gefahr von Fibrosen

Es besteht theoretisch die Möglichkeit, dass 5-HTP die Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerfristiger und/oder hochdosierter Einnahme birgt, da es im Gegensatz zu L-Tryptophan relativ unkontrolliert zu Serotonin ungewandelt wird und so zu überhöhten Serotoninwerten im Blut führen kann. Solche Blutwerte treten auch im Zusammenhang mit bestimmten Krebsformen (Karzinoid) oder bei Serotonin-Intoxikation durch den Verzehr serotoninhaltiger Bananen auf. Typische dabei auftretende Schäden sind Endokard-Fibrosen des rechten Herzens, die zu Herzinsuffizienz, Trikuspidalinsuffizienz und Pulmonalstenose (letztere Zwei beides Formen von Herzklappenschäden) führen können (vgl. Hedinger-Syndrom, NET-Symptomatik). Diese treten jedoch erst bei Bestehen hoher oder sehr hoher Blutserotoninwerte über lange Zeiträume auf. Eine gesundheitsschädigende Wirkung könnte somit durch Einnahme von 5-HTP mindestens über mehrerer Wochen und in Dosen von mehreren hundert Milligramm täglich auftreten, aber auch schon durch moderate Dosen, wie sie in üblichen Nahrungsergänzungsmitteln häufig enthalten sind (z. B. 50 mg oder 100 mg), bei entsprechend langer Einnahme (vermutlich über mehrere Monate). ^[7]

Während Serotonin im Gehirn seine positiven Wirkungen entfalten kann, führen hohe Blutkonzentrationen nach dieser Theorie auf Dauer zu Fibrotisierungen und damit zu Schädigungen verschiedener Gewebe. Dies gilt besonders in Verbindung mit vermehrter Zufuhr von Vitamin B₆ deutlich über der empfohlenen Tagesdosis, da dies die Serotoninproduktion aus 5-HTP noch steigert. Außerdem geht im Blut befindliches Serotonin nicht ins Gehirn über, so dass es für eine etwaige stimmungsaufhellende oder antidepressive Wirkung nicht mehr zur Verfügung steht. ^[7]

Bei einer etwaigen Untersuchung der Blutserotoninkonzentration im Hinblick auf die hier genannten schädlichen Auswirkungen ist zu beachten, dass nur jenes Blut für die Untersuchung verwendbar ist, welches von der Leber über das Herz zur Lunge fließt. Nur in diesem Bereich enthält das Blut das ganze Serotonin, dass aus mit der Nahrung aufgenommenem 5-HTP in der Leber hergestellt worden ist, denn das meiste Serotonin wird schon in der Lunge wieder abgebaut und steht so im übrigen Körper nicht mehr zur Messung zur Verfügung. Das ist auch der Grund, warum die hier vermuteten Serotonin-Schäden nur in diesen Bereichen auftreten können. (Vgl. a. 5-HTP-Stoffwechsel (Mensch).)

Moderne Medikamente enthalten zusätzlich einen sog. „Peripheren Decarboxylase-Inhibitor“ bzw. Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase-Inhibitor, kurz PDI, (z. B. Carbidopa) wie er auch bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit mit L-DOPA eingesetzt wird, um dort der peripheren Umwandlung von L-DOPA in Dopamin entgegenzuwirken. („peripher“ bedeutet hier: „extracerebral“, außerhalb des Gehirns bzw. jenseits der Blut-Hirn-Schranke; d. h. der PDI hemmt an sich wahllos die AADC, passiert jedoch nicht die Blut-Hirn-Schranke und kann daher im Hirn nicht wirken.) Solche PDIs verhindern die Umwandlung von 5-HTP zu Serotonin außerhalb des Gehirns, wirken so den möglichen unerwünschten Effekten von zu hohen Serotonin-Blutwerten entgegen und vermindern gleichzeitig auch weitere unangenehme Nebenwirkung von erhöhten „peripheren“ Serotoninwerten wie z. B. Magen-Darm-Beschwerden (s. a. 5-HTP-Stoffwechsel (Mensch)). Dass die zur (positiven) Wirkung nötige Dosis von 5-HTP durch PDIs heruntergesetzt werden kann, konnte allerdings nicht nachgwiesen werden^[5]. Eventuelle positive Wirkungen von Serotonin in der Peripherie gehen dabei auch verloren, an deren Stelle treten dann die möglichen Nebenwirkungen der PDIs. ^[7]

Letztendlich ist das Auftreten dieser hier genannten Schäden nur eine theoretische Möglichkeit und bisher in der Realität keiner dieser Schäden im Zusammenhang mit einem 5-HTP-Konsum beobachtet worden. ^[7]

Durch Serotoninvorstufen ausgelöstes EMS

Tatsächlich immer wieder beobachtet worden ist das Auftreten eines Eosinophilie-Myalgie-Syndroms (EMS) im Zusammenhang sowohl mit 5-HTP- als auch mit L-Tryptophan-Konsum. Diese gefährliche und möglicherweise tödliche Erkrankung, die mit starken Muskelschmerzen, schweren, sklerodermie-ähnlichen Hautveränderungen und anderen zum Teil irreversiblen Organerkrankungen einhergeht, war auch der Grund, warum L-Tryptophan sowohl in den USA als auch in der EU zeitweise verboten wurde. ^[9]

Das erste Mal wurde 1980 der Fall einer „eosinophilen Fasziitis mit einer Pseudosklerodermie“^[9], der nachgewiesenermaßen durch eine kombinierte 5-HTP/Carbidopa-Einnahme verursacht wurde, beschrieben. Seitdem sind mindestens zwei Fälle von EMS in Verbindung mit 5-HTP-Einnahme (einer in den USA, einer in Italien) beschrieben worden. In der letzten Novemberwoche 1989 wurde dann der Vorgänger von 5-HTP, L-Tryptophan, in den USA verboten, nachdem hunderte Fälle von EMS in Zusammenhang mit der Einnahme von L-Tryptophan gemeldet worden waren – davon wenigstens fünf mit tödlichem Verlauf. Am 18. Dezember folgte daraufhin zunächst der Vertriebsstopp von L-Tryptophan-haltigen Arzneimitteln in der Schweiz und dann am 28. desselben Monates das entsprechende Verbot in Deutschland. – L-Tryptophan ist heute in Deutschland wieder rezeptfrei erhältlich. (Vgl. a. Rechtliche Situation) ^[9][10]

Das EMS bleibt in der Regel auch nach Absetzen von 5-HTP bzw. L-Tryptophan bestehen und bildet sich erst nach Gabe von Kortikoiden weitgehend zurück. Je nach vorheriger Ausprägung der Krankheit können jedoch dauerhafte Schäden zurückbleiben. Auch wirkt die Kortikoid-Therapie manchmal bei einigen Symptomen (typischerweise bei den Muskelentzündungen) nur schwach. ^[10][11]

Wie das EMS durch die Einnahme von L-Tryptophan oder 5-HTP ausgelöst wird, ist bis heute nicht geklärt. Bezüglich der durch L-Tryptophan ausgelösten EMSe vermutete man zunächst eine multifaktorielle Entstehung durch die Einnahme von L-Tryptophan bei gleichzeitigem Vorliegen von Bedingungen, die das L-Tryptophan-abbauende Enzym Tryptophan-2,3-Dioxygenase aktivieren, und zusätzlichen Störungen des endokrinen Systems. Da die Interaktion von L-Tryptophan mit der Tryptophan-2,3-Dioxygenase dabei wohl eine wesentliche Rolle spielt, ist noch nicht klar, wie diese Theorie damit zu vereinbaren ist, dass auch 5-HTP das EMS auslösen kann. – 5-HTP wird nämlich gerade nicht durch dieses Enzym abgebaut. Insofern könnte eine etwaige Interaktion nur indirekt stattfinden. – Insgesamt scheint es jedenfalls wahrscheinlich, dass die beiden Serotoninvorstufen EMS nur bei bestimmten dazu veranlagten Menschen und/oder nur bei Vorliegen bestimmter zusätzlicher Bedingungen auslösen können. ^[11]

Verweise

Quellen

1. ↑ ^{a b c d e f g h i} (-)-5-Hydroxy-L-Tryptophan zur Synthese, Sicherheitsdatenblatt der Firma Merck gemäß EG-Richtlinie 91/155/EWG vom 13. April 2007
2. ↑ ^{a b c d e f} L-5-Hydroxytryptophan, 99% (TLC), Sicherheitsdatenblatt der Firma Acros Organics BVBA vom 16. Juli 1996
3. ↑ Oxitriptan bei ChemIDplus
4. ↑ Shaw K, Turner J, Del Mar C. Tryptophan and 5-Hydroxytryptophan for depression. Cochrane Database of Systematic Reviews 2002, Issue 1. Art. No.: CD003198. doi:10.1002/14651858.CD003198
5. ↑ ^{a b} L-5-hydroxytryptophan alone and in combination with a peripheral decarboxylase inhibitor in the treatment of depression. (Zusammenfassung) bei PubMed
6. ↑ Tryptophan (inkl. 5-HTP) Reports at Erowid.org
7. ↑ ^{a b c d e} 5-HTP: Doc Harris Presents Green Banana Award by Steven B. Harris, M.D.
8. ↑ Aromatic-L-amino-acid decarboxylase (EC 4.1.1.28) at Expasy.org
9. ↑ ^{a b c} „Marktrücknahme von Oxitriptan (LEVOTHYM)“ im Arzneimittel-Telegramm 2/92, S. 23 f.
10. ↑ ^{a b} „L-Tryptophan: Ein Beispiel für mangelhafte Informationsvermittlung“ im Arzneimittel-Telegramm 1/90, S. 1 ff.
11. ↑ ^{a b} Scleroderma, fasciitis, and eosinophilia associated with the ingestion of tryptophan. (Zusammenfassung) bei PubMed

Siehe auch

• L-Tryptophan
• Serotonin
• Antidepressiva

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