Kynurenin

Beim Abbau von Tryptophan entsteht zunächst N-Formylkynurenin, das durch die Kynurenin-Formylase in Kynurenin umgewandelt wird. Kynurenin wiederum wird durch die Kynureninmonooxygenase in 3-Hydroxykynurenin verstoffwechselt, welches unter Abspaltung von L-Alanin zu 3-Hydroxy-Anthranilat umgesetzt wird (durch die Kynureninase). Über verschiedene weitere Zwischenschritte entsteht Acetyl-CoA.

Kynurenin kann durch Kynurenin-Aminotransferasen zu Kynurensäure abgebaut werden.

Der Kynureninspiegel kann sowohl im Blutserum als auch im Urin bestimmt werden.

Die Kynureninspiegel im Serum und im Urin sollten jeweils bei <10 µmol pro Liter Serum bzw. Gramm Kreatinin liegen.

Bei chronischem Stress und damit einhergehenden Depressionen wird verstärkt Kynurenin gebildet. Dieses passiert die Blut-Hirn-Schranke, wird in Astrozyten zu Kynurensäure abgebaut und wirkt auf die Signalübertragung im synaptischen Spalt glutamaterger Synapsen. Es besitzt Eigenschaften eines NMDA-Rezeptor-Antagonisten und verringert damit den Glutamatspiegel, was die Situation des Dopaminmangels im Rahmen einer Depression noch weiter vorantreibt.

Im Rahmen sportlicher Betätigung in Form von Ausdauersport kommt es zu einer Hochregulation von Genen, die unter anderem den Energiestoffwechsel steuern. Dies geschieht über PPARgamma und PGC-1alpha1. Neben der Anpassung der Energieversorgung der Zelle werden auch vermehrt Kynurenin-Aminotransferasen gebildet. Diese bauen Kynurenin außerhalb des Zentralnervensystems zu Kynurensäure um. Diese wiederum ist selbst nicht bluthirnschrankengängig, wird im Skelettmuskel verstoffwechselt und wirkt somit nicht auf Synapsen im Gehirn. Der Einfluss auf das Neurotransmitterniveau bleibt aus.

Auf diesem Wege soll Ausdauersport zur Linderung von Depressionen beitragen.

Die Funktion der Kynureninase ist Pyridoxalphosphat-abhängig. Ein Mangel an Vitamin B6 führt zu einem Stau vor dem Enzym. Dadurch zyklisiert Kynurenin spontan zu Kynurensäure und 3-Hydroxykynurenin zu Xanthurensäure. Ein hoher Xanthurensäurespiegel im Urin nach Tryptophangabe ist daher ein Hinweis auf einen Vitamin-B6-Mangel.