Physiological and pharmacological aspects of tryptophan and serotonin homeostasis in the fetoplacental unit

Abstract

Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology and Toxicology Candidate Mgr. Rona Karahoda Supervisor Prof. PharmDr. Frantisek Staud, Ph.D. Title of Doctoral Thesis Physiological and pharmacological aspects of tryptophan and serotonin homeostasis in the fetoplacental unit The placenta is an ephemeral organ inevitable for the successful course of pregnancy. As the main link between the mother and the fetus, the placenta fulfills numerous roles during gestation, including endocrine, transport, and immunoprotective processes. Proper functioning of the placenta is critical for the normal growth and development of the embryo/fetus. Importantly, the latest research has associated perturbations of maternal conditions (such as pharmacotherapy, malnutrition, diseases, stress, or inflammation) with alterations of the trophoblasts' endocrine, transport, and metabolic functions. Of note is the placental utilization of the essential amino acid tryptophan, suggested as a potential mechanism contributing to fetal programming of adulthood diseases. Tryptophan flux along the serotonin and kynurenine pathways generates metabolites with neuroactive, immunosuppressive, and antioxidant properties. Current literature suggests that fine-tuning of tryptophan metabolite concentrations...

Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Katedra farmakologie a toxikologie Kandidát Mgr. Rona Karahoda Školitel Prof. PharmDr. Frantisek Staud, Ph.D. Název disertační práce Fyziologické a farmakologické aspekty homeostázy tryptofanu a serotoninu ve fetoplacentární jednotce Placenta je dočasný orgán, zajišťující spojení mezi matkou a plodem. Po dobu těhotenství vykonává řadu funkcí, včetně endokrinních, transportních a imunoprotektivních, které jsou zcela zásadní pro zdárný průběh gestace, normální růst a vývoj embrya/plodu. Nejnovější výzkumy poukazují na spojitost mezi endogenními (např. onemocnění, stres nebo zánět) a exogenními (např. farmakoterapie) faktory a změnami ve fyziologických funkcích placentárních trofoblastů. Příkladem může být narušení homeostázy látek s neuroaktivními, imunosupresivními nebo antioxidačními vlastnostmi. To může vyústit v nesprávné programování plodu a s tím spojené vyšší riziko závažných onemocnění v dospělosti. Jedním ze zdrojů takových metabolitů je esenciální aminokyselina, tryptofan. Je známo, že metabolismus tryptofanu probíhá serotoninovou a kynureninovou cestou, nicméně komplexní charakterizace enzymů a transportérů ovlivňujících placentární homeostázu tryptofanu, serotoninu a kynureninu je stále nedostatečná. V rámci řešení této...