Lumière du soleil, sucre et sérotonine

Le problème avec notre biochimie est que nous ne sommes jamais vraiment sûrs de ce qui va se passer. Pour la plupart des nutriments et des produits chimiques, il existe une gamme de quantités acceptables, bien que la meilleure fourchette puisse dépendre d'autres niveaux (le zinc en quantité toxique peut interférer avec l'absorption du cuivre avec des conséquences fatales, par exemple).

La sérotonine, fabriquée dans notre corps, est difficile à comprendre. Trop haut, et nous obtenons la confusion, l'hypertension, et peut-être même la psychose, l'agression, l'accident vasculaire cérébral et la mort. Trop bas, et nous avons de l'anxiété, de la violence, du suicide et de l'insomnie. Il est évidemment important de garder les niveaux de cerveau dans une bonne gamme saine, et au moment où nous commençons à changer les choses (comme avec un ISRS tel que Prozac), le corps commence à changer le nombre de récepteurs post-synaptiques sérotonine. Homéostasie en un mot.

Mais qu'est-ce que la sérotonine? D'où vient-elle et comment avons-nous évolué pour l'avoir? Il s'avère que la sérotonine est presque aussi vieille que les collines, et certaines des formes de vie les plus simples ont des produits chimiques similaires qui jouent un rôle important dans leur biochimie. La sérotonine provient d'une lignée de molécules qui dégagent de l'énergie dérivée du soleil (1).

Sur la planète Terre, une grande partie de l'activité de la vie se produit avec des réactions chimiques entraînées par la lumière du soleil. Les toutes premières réactions photosynthétiques se sont produites avec une molécule appelée "indole":

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Ce n'est pas évident, mais cette molécule a beaucoup d'électrons en sifflant, et l'atome en position "3" est extrêmement réactif et va perdre des électrons très facilement. Ajouter de la lumière à des types spécifiques d'indoles, et l'énergie sera créée lorsque l'hydrogène est libéré. Il est théorisé que cette réaction s'est produite pour la première fois sur Terre il y a 3 milliards d'années. Cette réaction énergétique était le début de la vie basée sur la lumière.

Le tryptophane est l'acide aminé alimentaire (protéine) que nous devons manger pour produire de la sérotonine, et le tryptophane est aussi un indole. C'est l'acide aminé le plus fluorescent sous la lumière noire. Le tryptophane absorbe l'énergie lumineuse et est un acide aminé essentiel pour la photosynthèse des bactéries, des algues et des plantes. Le processus de la photosynthèse crée de l'oxygène à partir de l'eau, en utilisant l'énergie des électrons qui tournent autour du tryptophane, entre autres choses. Cette création d'oxygène par la photosynthèse a changé l'atmosphère de notre planète et rendu nos vies possibles.

Les plantes ont développé une usine d'énergie spécifique au sein de leurs cellules appelée un chloroplaste, dont la fonction est de capturer la lumière pour l'énergie, et de créer du tryptophane. Les chloroplastes sont l'endroit où vit la chlorophylle. Le tryptophane est également fabriqué dans tous les organismes unicellulaires primitifs et les systèmes végétaux. Les animaux (comme les humains) ne font pas de tryptophane et doivent l'obtenir par l'alimentation. La meilleure source pour l'homme provient de la viande des autres animaux, bien qu'il puisse être difficile d'obtenir suffisamment de tryptophane dans le cerveau, car c'est l'acide aminé le moins abondant dans le tissu musculaire, et il doit rivaliser avec tous les autres acides aminés pour le transporteur d'acides aminés aromatiques. Tout le monde attend dans le hall pour l'ascenseur, et seulement quelques-uns peuvent monter au sommet à la fois (rappelez-vous ce peu, car nous y reviendrons sous peu).

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La sérotonine est fabriquée à partir du tryptophane uniquement dans les mastocytes et les neurones. Cependant, les cellules de chaque organe ont des protéines d'absorption spéciales pour capturer la sérotonine circulante dans le sang.

D'autres molécules dérivées du tryptophane incluent la mélatonine (importante dans le cycle sommeil-éveil), la psilocybine (la molécule active dans les champignons psychogènes), l'ergotamine, la yohimbine (un aphrodisiaque traditionnel) et le LSD. La plupart de ces composés sont actifs dans le cerveau humain car ils peuvent stimuler le récepteur de la sérotonine. Un composé à base de tryptophane appelé auxine affecte la croissance cellulaire dans les plantes, permettant aux pousses et aux feuilles de s'étendre vers la lumière.

Afin de produire de la sérotonine, le tryptophane doit subir quelques réactions enzymatiques. D'abord, la tryptophane hyrodxylase transforme le tryptophane en 5-HTP. Puis une autre enzyme (en utilisant la vitamine B6 et le zinc) transforme le 5-HTP en sérotonine. La sérotonine est finalement dégradée par MAO.

La tryptophane hydroxylase peut être l'enzyme la plus ancienne pour fixer l'oxygène à d'autres molécules. Comme l'oxygène est généralement très réactif et toxique sur le plan biochimique, il s'agissait d'une première façon de se débarrasser en toute sécurité de l'excès d'oxygène créé par la photosynthèse chez les organismes primitifs. Les récepteurs de la lumière dans la rétine humaine (et d'autres animaux) sont très similaires aux récepteurs de la sérotonine et ont d'abord été conçus pour évoluer il y a un milliard d'années. La sérotonine est le neurotransmetteur le plus ancien et l'antioxydant original. Il existe 20 récepteurs différents de la sérotonine dans le cerveau humain, et les récepteurs de la sérotonine sont présents chez tous les animaux, même chez les oursins.

Chez d'autres animaux, la sérotonine est impliquée dans la nage, la piqûre, la modulation de l'alimentation, la maturation et l'interaction sociale. En général, il est considéré comme un facteur de croissance pour les cerveaux animaux. Chez les humains, la carence en sérotonine est impliquée dans l'autisme, le syndrome de Down, l'anorexie, l'anxiété, la dépression, l'agression, l'alcoolisme et les troubles affectifs saisonniers. La luminothérapie et les médicaments augmentant la sérotonine sont des traitements efficaces contre la dépression qui se produit lorsque le niveau de lumière solaire est faible. L'exposition à la lumière augmente la sérotonine chez les humains, et les niveaux de sérotonine sont les plus bas au milieu de l'hiver, et plus élevés les jours ensoleillés, peu importe la période de l'année. La luminothérapie de 10 000 lux diminue les idées suicidaires chez certaines personnes.

Le tryptophane est un acide aminé important, facilement disponible à partir de sources animales (les sources végétales telles que les graines de citrouille contiennent de l'acide phytique qui peut inhiber son absorption), et ses nombreuses molécules dérivées fonctionnent mieux avec beaucoup de lumière solaire. Considérez cela comme votre propre petit bout de photosynthèse.

Au cours des dernières années, nous avons appris un peu plus sur les rythmes naturels de la sérotonine, en particulier la variation été / hiver. Le groupe de Meyer au Canada a utilisé un scanner TEP sur 88 individus sains et naïfs, et a constaté que les niveaux de transporteur de sérotonine qui transportent la sérotonine hors du cerveau étaient les plus élevés en hiver et les plus faibles pendant l'été. Les chercheurs ont estimé que le déclencheur du cerveau le plus susceptible d'expliquer la variation était la lumière du soleil, bien que l'humidité ait également semblé jouer un rôle. (Dans l'introduction au classique Melancholia et Dépression de Jackson, on trouvera qu'à l'époque d'Hippocrate, au 5ème siècle avant J.-C., la mélancolie était associée à la bile noire, à l'automne et au temps froid / sec).

Pourquoi nos cerveaux font-ils de la sérotonine pour l'hiver? Je ne sais pas. Peut-être que cela a à voir avec les variations saisonnières de l'approvisionnement alimentaire. La sérotonine signale également la satiété – peut-être que nous ferions mieux de manger plus en hiver quand nous pourrions avoir la main sur la nourriture, et ce n'était pas un problème en été quand la nourriture était probablement plus abondante. La sérotonine, précurseur de la mélatonine, hormone du sommeil, pourrait ne pas être nécessaire autant en hiver, quand il y a moins de lumière. Ce sont des suppositions, vraiment, mais il doit y avoir une bonne raison.

Il existe également un signal glucide / protéine pour la sérotonine. Le mécanisme actuel est désordonné, mais faisons-le tourner (2):

Une fois de plus, le tryptophane est l'acide aminé alimentaire dont nous avons besoin pour produire de la sérotonine. La meilleure source est la viande, mais quand nous mangeons de la viande, nous obtenons un mélange de toutes sortes d'acides aminés, et comme le tryptophane est le moins abondant, quand il entre en compétition avec toutes les autres protéines pour l'admission dans le cerveau, il a tendance à . Donc, un repas riche en protéines et faible en glucides laissera votre plasma plein de tryptophane, mais votre cerveau sera un peu faible.

Ensuite, vous ajoutez un peu de glucides. Voici la partie désordonnée. Contrairement à d'autres acides aminés, le tryptophane est principalement transporté dans le sang par une autre protéine, l'albumine. Mangez des glucides – l'insuline est déclenchée et les protéines sont retirées du sang et entraînées dans le muscle. Sauf que le tryptophane, lié pour l'essentiel, est immunisé contre l'appel de la sirène de l'insuline. Et le transporteur de cerveau pour le tryptophane ne se soucie pas si le tryptophane est lié à l'albumine ou flottant libre. Tout à coup, il y a plus de tryptophane dans le sang que dans les autres acides aminés, et le tryptophane arrive en premier dans le cerveau pour une fois. De là, il est transformé en sérotonine, et nous nous sentons bien et détendus et pleins et endormis, au moins pendant quelques heures jusqu'à ce que le signal s'arrête. Ensuite, nous avons envie de plus de glucides.

Alors qu'est-ce que tout cela signifie? Rob Faigin et d'autres ont postulé qu'avoir des quantités obscènes de sucre et d'hydrates de carbone sur de longues périodes de temps peut maximiser notre machinerie de sérotonine, nous laissant malheureux, désireux de carb, et déprimé. Anti-bas carb régime dira que sans hydrates de carbone, nous n'obtiendrons pas le tryptophane dans le cerveau et nous serons déprimés. Les données ont été mitigées, certaines études montrant des quantités élevées de consommation de sucre à long terme sans effet sur l'humeur, tandis que d'autres montrent une consommation de sucre et de glucides ayant un effet assez fort sur l'agressivité et l'humeur (3). Il y a aussi une étude plutôt tristement célèbre sur les personnes ayant un régime hypoglucidique ayant plus de dépression après une année que les personnes suivant un régime pauvre en graisses – mais le groupe à faible teneur en glucides a commencé avec deux fois plus de personnes sous antidépresseurs.

La variation saisonnière, la lumière du soleil, le sucre et le suicide – tous liés d'une manière ou d'une autre à la sérotonine. Il me semble que les humains ont prospéré sur toutes sortes de régimes – des Inuits riches en matières grasses (beaucoup de périodes de faible luminosité là-bas!) Aux Kitavans riches en glucides. Ce que ces régimes ont en commun, c'est beaucoup de vrais aliments riches en nutriments, pas d'aliments transformés, pas d'huiles végétales, et beaucoup de poissons. Et tandis que les Kitavans mangent beaucoup de glucides sous forme de légumes féculents, ils ne mangent pas beaucoup de sucre. En ce qui me concerne, le jury est toujours sur la composition de macronutriments est absolument optimale – il pourrait être différent saison après saison ou personne par personne, si c'est important. Le plus important est d'avoir assez de tous les blocs de construction bruts. C'est beaucoup plus facile à faire si vous évitez de manger la jonque.

Voici la santé, la lumière du soleil et la sérotonine.

Un merci spécial au blogueur paléo Jamie Scott pour les liens vers de nombreuses sources dans cet article.

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Copyright Emily Deans, MD