神經傳導物質血清素是由何種胺基酸合成而來？

本題觀念：

本題考查的是胺基酸代謝與神經傳導物質合成的生化途徑。這是營養師國家考試及醫學基礎學科中非常核心的考點。考生必須熟記特定胺基酸作為前驅物質（Precursor），經由特定酵素作用後，轉化為具生理活性之神經傳導物質或激素的對應關係。

選項分析

• A. 色胺酸（tryptophan）：正確。

  • 代謝路徑：色胺酸是血清素（Serotonin, 5-hydroxytryptamine, 5-HT）的直接前驅物。
  • 合成過程：色胺酸首先經由色胺酸羥化酶（Tryptophan hydroxylase） 轉化為 5-羥色胺酸（5-Hydroxytryptophan, 5-HTP），接著再經由芳香族 L-胺基酸脫羧酶（Aromatic L-amino acid decarboxylase） 脫去二氧化碳，最終合成血清素。
  • 延伸功能：血清素在松果體中可進一步轉化為褪黑激素（Melatonin）。此外，色胺酸亦可經由 kynurenine pathway 轉化為菸鹼素（Niacin, Vitamin B3）。

• B. 組胺酸（histamine）：錯誤。

  • 名詞釐清：選項中文寫「組胺酸」（Histidine），但英文括號寫 "histamine"（組織胺）。在生化上，組胺酸（Histidine） 是胺基酸，而 組織胺（Histamine） 是其代謝產物。
  • 代謝路徑：組胺酸經由組胺酸脫羧酶（Histidine decarboxylase） 作用，脫去羧基後生成組織胺。
  • 生理功能：組織胺主要參與發炎反應、過敏反應（由肥大細胞釋放）以及刺激胃酸分泌（經由 H2 受體）。

• C. 精胺酸（arginine）：錯誤。

  • 代謝路徑：精胺酸是一氧化氮（Nitric Oxide, NO） 的前驅物。
  • 合成過程：經由一氧化氮合酶（Nitric Oxide Synthase, NOS） 作用生成 NO 與瓜胺酸（Citrulline）。
  • 生理功能：NO 是重要的血管擴張因子，調節血壓與血流。精胺酸亦參與尿素循環（Urea cycle）及肌酸（Creatine）的合成。

• D. 離胺酸（lysine）：錯誤。

  • 代謝功能：離胺酸是必需胺基酸，主要用於蛋白質合成（特別是膠原蛋白的交聯結構）。
  • 相關合成：它與甲硫胺酸（Methionine）共同參與肉鹼（Carnitine） 的合成，協助長鏈脂肪酸進入粒線體進行 β-氧化，與血清素合成無關。

答案解析

血清素（Serotonin）的生化合成路徑始於色胺酸（Tryptophan）。透過羥化與脫羧反應，色胺酸被轉化為血清素，參與情緒調節、睡眠、食慾及腸道蠕動等生理功能。因此，選項 (A) 為正確答案。

核心知識點

營養師國考常考「胺基酸及其衍生物」的對應關係，請務必熟記以下列表：

1. 色胺酸 (Tryptophan) $\rightarrow$ 血清素 (Serotonin) $\rightarrow$ 褪黑激素 (Melatonin)；亦可轉化為 菸鹼素 (Niacin)。
2. 酪胺酸 (Tyrosine) $\rightarrow$ 多巴胺 (Dopamine) $\rightarrow$ 正腎上腺素 (Norepinephrine) $\rightarrow$ 腎上腺素 (Epinephrine)；亦是 甲狀腺素 (Thyroxine) 與 黑色素 (Melanin) 的前驅物。
3. 組胺酸 (Histidine) $\rightarrow$ 組織胺 (Histamine)。
4. 麩胺酸 (Glutamate) $\rightarrow$ GABA (γ-胺基丁酸)（抑制性神經傳導物質）。
5. 精胺酸 (Arginine) $\rightarrow$ 一氧化氮 (NO)。

參考資料

1. Serotonin Synthesis & Metabolism - Sigma-Aldrich
2. Tryptophan - Wikipedia
3. Histidine and Histamine: Unraveling Their Distinct Roles
4. The Link Between L-Arginine and Nitric Oxide Production