Glutamina

Glutamina (símbolo Gln o Q) es un α-aminoácido que se utiliza en la biosíntesis de proteínas. Su cadena lateral es similar a la del ácido glutámico, excepto que el grupo ácido carboxílico se reemplaza por una amida. Se clasifica como un aminoácido polar de carga neutra. No es esencial y es condicionalmente esencial en los seres humanos, lo que significa que el cuerpo generalmente puede sintetizar cantidades suficientes, pero en algunos casos de estrés, la demanda de glutamina del cuerpo aumenta, y la glutamina debe obtenerse de la dieta. Está codificado por los codones CAA y CAG.

En la sangre humana, la glutamina es el aminoácido libre más abundante.

Las fuentes dietéticas de glutamina incluyen especialmente los alimentos ricos en proteínas como la carne de res, el pollo, el pescado, los productos lácteos, los huevos, las verduras como los frijoles, la remolacha, el repollo, las espinacas, las zanahorias, el perejil, los jugos de vegetales y también en el trigo, la papaya, Coles de Bruselas, apio, col rizada y alimentos fermentados como el miso.

Funciones

La glutamina desempeña un papel en una variedad de funciones bioquímicas:

• Síntesis de proteínas, como cualquier otro de los 20 aminoácidos proteinogénicos
• Síntesis de Lipid, especialmente por células cancerosas.
• Regulación del equilibrio ácido-base en el riñón produciendo amonio
• Energía celular, como fuente, junto a la glucosa
• Donación de nitrógeno para muchos procesos anabólicos, incluyendo la síntesis de purinas
• Donación de carbono, como fuente, refilando el ciclo de ácido cítrico
• Transportador no tóxico de amoníaco en la circulación sanguínea.
• Integridad de mucosa intestinal saludable, aunque pequeños ensayos aleatorizados no han mostrado ningún beneficio en la enfermedad de Crohn.

Papeles en el metabolismo y el cáncer

Las células cancerosas dependen del metabolismo de la glutamina como fuentes de carbono y nitrógeno. El nivel de glutamina en el suero sanguíneo es el más alto entre otros aminoácidos y es esencial para muchas funciones celulares.

Estudios han indicado la importancia de la glutamina en ciertos tumores. Por ejemplo, se informó que la inhibición del metabolismo de la glutamina previene el crecimiento de varios tumores como el de mama, hígado, riñón y leucemia linfoblástica de células T.

Precursora

La glutamina mantiene el equilibrio redox al participar en la síntesis de glutatión y contribuir a procesos anabólicos como la síntesis de lípidos por carboxilación reductora.

La glutamina también preserva la disponibilidad de nitrógeno para la síntesis de nucleótidos y aminoácidos no esenciales. Una de las funciones más importantes de la glutamina es su capacidad para convertirse en α-KG, lo que ayuda a mantener el flujo del ciclo del ácido tricarboxílico, generando ATP.

Producción

La glutamina se produce industrialmente a partir de mutantes de Brevibacterium flavum, lo que da ca. 40 g/L en 2 días usando glucosa como fuente de carbono. La glutamina es sintetizada por la enzima glutamina sintetasa a partir de glutamato y amoníaco. El tejido productor de glutamina más relevante es la masa muscular, que representa alrededor del 90% de toda la glutamina sintetizada. La glutamina también es liberada, en pequeñas cantidades, por los pulmones y el cerebro. Aunque el hígado es capaz de realizar una síntesis de glutamina relevante, su papel en el metabolismo de la glutamina es más regulador que productor, ya que el hígado absorbe grandes cantidades de glutamina derivada del intestino.

Consumidores

Los consumidores más ávidos de glutamina son las células de los intestinos, las células renales para el equilibrio ácido-base, las células inmunitarias activadas y muchas células cancerosas.

Usos

Nutrición

La glutamina es el aminoácido no esencial natural más abundante en el cuerpo humano y uno de los pocos aminoácidos que pueden cruzar directamente la barrera hematoencefálica. Los humanos obtienen glutamina a través del catabolismo de las proteínas en los alimentos que comen. En estados donde el tejido se está construyendo o reparando, como el crecimiento de los bebés o la curación de heridas o enfermedades graves, la glutamina se vuelve condicionalmente esencial.

Enfermedad de células falciformes

En 2017, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de EE. UU. aprobó el polvo oral de L-glutamina, comercializado como Endari, para reducir las complicaciones graves de la enfermedad de células falciformes en las personas. mayores de cinco años con el trastorno.

La seguridad y la eficacia del polvo oral de L-glutamina se estudiaron en un ensayo aleatorizado de sujetos de cinco a 58 años de edad con enfermedad de células falciformes que habían tenido dos o más crisis dolorosas en los 12 meses anteriores a la inscripción en el ensayo. Los sujetos fueron asignados al azar al tratamiento con polvo oral de L-glutamina o placebo, y el efecto del tratamiento se evaluó durante 48 semanas. Los sujetos que fueron tratados con polvo oral de L-glutamina experimentaron menos visitas al hospital por dolor tratado con un narcótico administrado por vía parenteral o ketorolaco (crisis de células falciformes), en promedio, en comparación con los sujetos que recibieron un placebo (mediana de 3 frente a mediana de 4), menos hospitalizaciones por dolor de células falciformes (mediana de 2 frente a mediana de 3) y menos días en el hospital (mediana de 6,5 días frente a mediana de 11 días). Los sujetos que recibieron polvo oral de L-glutamina también tuvieron menos casos de síndrome torácico agudo (una complicación potencialmente mortal de la enfermedad de células falciformes) en comparación con los pacientes que recibieron un placebo (8,6 por ciento frente a 23,1 por ciento).

Los efectos secundarios comunes del polvo oral de L-glutamina incluyen estreñimiento, náuseas, dolor de cabeza, dolor abdominal, tos, dolor en las extremidades, dolor de espalda y dolor en el pecho.

El polvo oral de L-glutamina recibió la designación de medicamento huérfano. La FDA concedió la aprobación de Endari a Emmaus Medical Inc.

Alimentación médica

La glutamina se comercializa como alimento médico y se receta cuando un profesional médico cree que una persona bajo su cuidado necesita glutamina suplementaria debido a demandas metabólicas que superan lo que puede satisfacer la síntesis endógena o la dieta.

Seguridad

La glutamina es segura en adultos y en bebés prematuros. Aunque la glutamina se metaboliza a glutamato y amoníaco, los cuales tienen efectos neurológicos, sus concentraciones no aumentan mucho y no se detectaron efectos neurológicos adversos. El nivel seguro observado para L-glutamina suplementaria en adultos sanos normales es de 14 g/día.

Los efectos adversos de la glutamina se han recetado para personas que reciben nutrición parenteral en el hogar y aquellas con anomalías en la función hepática. Aunque la glutamina no tiene ningún efecto sobre la proliferación de células tumorales, aún es posible que la suplementación con glutamina sea perjudicial en algunos tipos de cáncer.

Dejar de tomar suplementos de glutamina en personas adaptadas a un consumo muy alto puede iniciar un efecto de abstinencia, lo que aumenta el riesgo de problemas de salud como infecciones o deterioro de la integridad del intestino.

Estructura

La glutamina puede existir en cualquiera de dos formas enantioméricas, L-glutamina y D-glutamina. La forma L se encuentra en la naturaleza. La glutamina contiene un grupo α-amino que se encuentra en la forma −NH₃⁺ protonada en condiciones biológicas y un grupo ácido carboxílico que se encuentra en la forma −COO^{− desprotonada.} forma, conocida como carboxilato, en condiciones fisiológicas.

Glutamine zwitterionic forms at neutral pH: L-glutamine (left) and D-glutamine

Investigación

Consecuencias del agotamiento de la glutamina en individuos críticos

El enjuague bucal con glutamina puede ser útil para prevenir la mucositis oral en personas que reciben quimioterapia, pero la glutamina intravenosa no parece ser útil para prevenir la mucositis en el tracto GI.

Se pensó que la suplementación con glutamina tenía potencial para reducir las complicaciones en personas gravemente enfermas o que se habían sometido a una cirugía abdominal, pero esto se basó en ensayos clínicos de baja calidad. La suplementación no parece ser útil en adultos o niños con enfermedad de Crohn o enfermedad inflamatoria intestinal, pero los estudios clínicos a partir de 2016 no tenían el poder estadístico suficiente. La suplementación no parece tener efecto en bebés con problemas significativos del estómago o los intestinos.

Algunos atletas usan L-glutamina como suplemento. Los estudios respaldan los efectos positivos de la administración oral crónica del suplemento sobre la lesión y la inflamación inducidas por el ejercicio aeróbico intenso y exhaustivo, pero los efectos sobre la recuperación muscular del entrenamiento con pesas no están claros.