Η σύνδεση μεταξύ τρυπτοφάνης και σεροτονίνης είναι αρκετά απλή. Σε ένα απλοϊκό επίπεδο, θα μπορούσε να θεωρηθεί ως σχέση γονέα-παιδιού, με την τρυπτοφάνη να είναι ο γονέας. Η κύρια διαφορά μεταξύ της τρυπτοφάνης και της σεροτονίνης είναι ότι η τρυπτοφάνη είναι ένα απαραίτητο αμινοξύ και ένα δομικό στοιχείο φυτικής και ζωικής πρωτεΐνης, και η σεροτονίνη είναι ένας νευροδιαβιβαστής. Η τρυπτοφάνη είναι πρόδρομος της σεροτονίνης και πρέπει να είναι διαθέσιμη για τη βιολογική της παραγωγή. είναι η μόνη γνωστή πηγή τροφοδοσίας. Εκτός από το ότι επηρεάζει άμεσα τα επίπεδα σεροτονίνης στον εγκέφαλο, η τρυπτοφάνη ασκεί μια ήπια ηρεμιστική δράση και βοηθά στην καταπολέμηση των πονοκεφάλων, του άγχους, της κατάθλιψης και της αϋπνίας.
Σε αντίθεση με τη σεροτονίνη, η τρυπτοφάνη δεν μπορεί να συντεθεί στον οργανισμό και πρέπει να λαμβάνεται μέσω τροφών ή συμπληρωμάτων διατροφής. Οι διατροφικές πηγές τρυπτοφάνης και σεροτονίνης περιλαμβάνουν κρέας πλούσιο σε πρωτεΐνες, τυρί cottage, γάλα, καστανό ρύζι, πρωτεΐνη σόγιας, τόνο, γαρίδες και φιστίκια. Αφού συμβεί η διαδικασία της πέψης, λίγη τρυπτοφάνη δεσμεύεται σε πρωτεΐνες για αποθήκευση και η υπόλοιπη απορροφάται στην κυκλοφορία του αίματος και μεταφέρεται στον εγκέφαλο, όπου θα συμβεί ένα από τα δύο πράγματα.
Το μεγαλύτερο μέρος της τρυπτοφάνης που φτάνει στον εγκέφαλο θα εισέλθει στο μονοπάτι της κυνουρενίνης, με τελικό αποτέλεσμα τη βιταμίνη Β3, γνωστή και ως νιασίνη. Η υπόλοιπη τρυπτοφάνη θα ταξιδέψει στην άλλη οδό και θα υποστεί επεξεργασία σε 5-υδροξυτρυπτοφάνη (5-HTP). Αυτό είναι ένα ενδιάμεσο στάδιο κατά μήκος της οδού σεροτονίνης-μελατονίνης.
Η επόμενη μετατροπή που λαμβάνει χώρα παράγει τον χημικό αγγελιοφόρο γνωστό ως σεροτονίνη. Αυτός ο νευροδιαβιβαστής είναι υπεύθυνος για τη μεταφορά πληροφοριών από το ένα κύτταρο στο άλλο κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής λειτουργίας των νεύρων και του εγκεφάλου. Η σεροτονίνη συγκεντρώνεται περισσότερο στον γαστρεντερικό σωλήνα, τα αιμοπετάλια και τον υποθάλαμο του κεντρικού νευρικού συστήματος, τον μέσο εγκέφαλο και τις νευρικές απολήξεις.
Τέλος, η σεροτονίνη πρέπει να περάσει από ένα στάδιο Ν-ακετυλίου πριν μετατραπεί από την επίφυση σε μια νευροορμόνη που ονομάζεται μελατονίνη. Αυτή η ορμόνη είναι ένας καθαριστής ελεύθερων ριζών που παίζει σημαντικό ρόλο στην υγιή γήρανση. Βοηθά επίσης στον καθορισμό του κιρκάδιου ρυθμού του σώματος συγχρονίζοντας την έκκριση άλλων ορμονών. Τα επίπεδα μελατονίνης μειώνονται με την ηλικία.
Τα διαιτητικά συμπληρώματα τρυπτοφάνης ανακλήθηκαν και αργότερα απαγορεύτηκαν σε ορισμένες περιοχές του κόσμου μετά από ορισμένους θανάτους και ασθένειες που αποδίδονταν σε μολυσματικές ουσίες στα τέλη της δεκαετίας του 1980. Σε ορισμένες χώρες, η συμπληρωματική τρυπτοφάνη διατίθεται με ιατρική συνταγή. Σε μέρη όπου απαγορεύεται ως μεμονωμένο συμπλήρωμα, μπορεί συνήθως να βρεθεί ως συστατικό σε συνθέσεις για την ενίσχυση του ύπνου. Υπάρχουν συνθετικές εκδόσεις του 5-HTP χωρίς ιατρική συνταγή που βασίζονται σε εκχυλίσματα από τους σπόρους του φυτού Griffonia simplicifolia που μπορούν να βοηθήσουν στην αύξηση των επιπέδων τρυπτοφάνης και σεροτονίνης. Συμπληρώματα μελατονίνης είναι επίσης διαθέσιμα και χρησιμοποιούνται συνήθως ως βοήθημα ύπνου ή για τη μείωση του jet lag.