La glutammina è un amminoacido utilizzato dagli esseri viventi per la sintesi delle proteine. Viene comunemente indicato con le sigle Q o GLN ed è codificato sull'RNA messaggero dai codoni CAG e CAA.
Storia La glutammina fu descritta per la prima volta nel 1877 da Ernst Schulze e dai suoi collaboratori. Studiando barbabietole e zucche, si accorsero che al loro interno era contenuto l'acido glutammico sotto forma di ammide, e ribattezzarono la molecola glutammina (come avvenne per l'asparagina, ammina dell'acido aspartico).
La loro scoperta fu possibile poiché già nel 1866 venne scoperto l'acido glutammico, mentre la sua struttura era già stata determinata nel 1872 dal chimico tedesco Wilhelm Dittmar.
Struttura È composta da un gruppo amminico, uno carbossilico e una catena laterale ammidica, il che rende la molecola polare. In condizioni fisiologiche l'amminoacido si presenta in forma di anione, la forma zwitterionica viene raggiunta a pH acidi il punto isoelettrico a pH pari a 5,65.
La glutammina, come la maggior parte degli amminoacidi, è soggetto a stereoisomeria. Il carbonio 2, chiamato anche carbonio α, è uno stereocentro che porta legati 4 sostituenti differenti (-H, -NH2, -COOH e -CH2-CH2(C=O)-NH2). A seconda di come sono orientati tridimensionalmente questi sostituenti, possono identificarsi due enantiomeri: l'acido 2(S)-2,5-diammino-5-ossopentanoico e l'acido 2(R)-2,5-diammino-5-ossopentanoico. Queste due molecole hanno attività ottica e di conseguenza si possono distinguere la L-glutammina e la D-glutammina.
Con il nome "glutammina", sprovvisto del descrittore di attività ottica (L o D), si intende la L-glutammina. Enantiomeri della glutamminaNome comuneL-glutamminaD-glutamminaNome IUPACAcido (2S)-2,5-diammino-5-ossopentanoicoAcido (2R)-2,5-diammino-5-ossopentanoico.Formula strutturaleNumero CAS56-85-95959-95-56899-04-3Numero EINECS200-292-1673-968-0230-006-0 (non specificato)PubChem5961145815738 (racemo)DrugBankDB00130DB02174 -
L-glutammina La glutammina è coinvolta nei processi digestivi e una sua carenza può portare a facile esaurimento fisico e mentale. Oltre a essere essenziale per il metabolismo del sistema nervoso, è anche un intermedio basale delle funzioni epatiche e renali.
Nei neuroni viene convertita in acido glutammico dall'enzima glutaminasi. Risulta esercitare un'azione protettiva sui neuroni.
La glutammina è un amminoacido rivelatosi piuttosto utile in condizioni patologiche o infortunistiche, principalmente come forte attenuatore del catabolismo muscolare. Uno studio dimostrò che l'iniezione di glutammina a seguito di trattamenti con glucocorticoidi (cioè steroidi catabolici come il cortisolo) può aumentare la sintesi proteica nel sistema gastrointestinale dei caniHumbert et al. Does enteral glutamine modulate whole-body leucine kinetics in hypercatabolic dogs in a fed state?. Metabolism. 2002 May;51(5):628-35.. Tuttavia, l'eliminazione non-ossidativa di leucina, un marker della sintesi proteica, è rimasto invariato nel gruppo trattato con glutammina (Humbert et al., 2002). Esisterebbero molte interpretazioni di questi risultati, ma si può dire che la supplementazione di glutammina può migliorare la sintesi proteica in alcuni tessuti dopo il trattamento con glucocorticoidi. Infatti, il trattamento con glucocorticoidi è un campo in cui l'integrazione di glutammina può davvero rendersi utile.
Un altro studio sui ratti, sempre con somministrazione di corticosteroidi, sostiene questa tesi. Anche se l'infusione di glutammina non ha avuto alcun effetto sulla sintesi delle proteine muscolari nei topi non trattati con il cortisolo, c'è stato un effetto benefico nei ratti trattati con glucocorticoidi. Infatti, l'infusione glutammina ha effettivamente attenuato oltre il 70% del deperimento muscolare causato dalle iniezioni cortisolo (Hickson et al., 1995)Hickson et al. Glutamine prevents downregulation of myosin heavy chain synthesis and muscle atrophy from glucocorticoids. Am J Physiol. 1995 Apr;268(4 Pt 1):E730-4..
Anche in altre condizioni cataboliche (come la sepsi), l'assunzione di glutammina può essere utile. Una review scientifica concluse chiaramente che "il maggiore apporto di glutammina ha portato a una minore morbilità settica in alcune popolazioni di pazienti in condizioni critiche" (Boelens et al., 2001)Boelens et al. Glutamine alimentation in catabolic state. J Nutr. 2001 Sep;131(9 Suppl):2569S-77S. Ciò significa che le persone con determinate condizioni cataboliche mediche possono vivere più a lungo durante l'assunzione di glutammina. Prendendo ciò in considerazione, è risaputo anche che l'AIDS può essere associato a perdita di massa muscolare. Recenti evidenze hanno teso a dimostrare che l'integrazione di glutammina può attenuare l'atrofia muscolare indotta dall'AIDSShabert et al. Glutamine-antioxidant supplementation increases body cell mass in AIDS patients with weight loss: a randomized, double-blind controlled trial. Nutrition. 1999 Nov-Dec;15(11-12):860-4..
Nel complesso, questi studi dimostrano che la glutammina potrebbe essere molto utile per il mantenimento della massa muscolare durante il trattamento con corticosteroidi e in alcune condizioni gravi.
Fonti alimentari Le fonti alimentari di glutammina includono soprattutto alimenti ricchi di proteine come carne di manzo, pollo, pesce, latticini, uova, verdure come fagioli, barbabietole, cavoli, spinaci, carote, prezzemolo, succhi di verdura e anche nel grano, papaya, cavoletti di Bruxelles, sedano, cavolo e cibi fermentati come il miso.
Controversie
Un'importante review recente (Holecek, 2012) rivela i potenziali effetti collaterali della glutammina. Nel documento viene riportato che l'utilizzo dell'aminoacido può influenzare negativamente un certo numero di vie biochimiche e funzioni cellulari. Sono stati discussi diversi effetti collaterali: Alterazione del trasporto di aminoacidi: poiché la glutammina condivide i trasportatori con altri aminoacidi, una maggiore assunzione di glutammina può alterare la distribuzione degli aminoacidi ai tessuti e il loro assorbimento nell'intestino e nei reni. Alterazione del metabolismo della glutammina: la supplementazione di glutammina può compromettere la sintesi endogena di glutammina e aumentare la produzione di glutammato e di ammoniaca. Alterazioni nel trasporto di ammoniaca: la supplementazione di glutammina può compromettere la disintossicazione da ammoniaca e influenzare negativamente il ruolo della glutammina come il trasportatore di ammoniaca tra i tessuti. Anomalie nell'aminoacidemia: con la supplementazione di glutammina sono stati segnalati un aumento dei livelli plasmatici di glutammina, glutammato, citrullina, ornitina, arginina e istidina e una diminuzione dei livelli di valina, leucina, isoleucina, glicina, treonina, serina, e prolina. Alterazioni del sistema immunitario: poiché la glutammina ha proprietà immunomodulanti, l'effetto del consumo cronico dell'aminoacido sul sistema immunitario necessita di essere valutato. Effetto sulla crescita tumorale: Va chiarito se l'assunzione cronica di glutammina aumenta il rischio di cancro. Effetto della sospensione della supplementazione di glutammina: a causa della risposta adattativa dell'organismo a un maggiore consumo di glutammina, sospendere la supplementazione dell'aminoacido può aumentare il rischio di problemi di salute derivanti da una sua carenza. Holecek conclude che una maggiore assunzione di glutammina ha effetti collaterali significativi, e devono essere eseguiti studi a lungo termine per giustificare il consumo cronico di una dieta arricchita di glutammina.Holecek M. Side Effects of Long-term Glutamine Supplementation. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2012 Sep 18.
Glutammina nello sport La glutammina è un amminoacido non-essenziale utilizzato in quantità dal muscolo scheletrico. Si tratta del più abbondante aminoacido libero nel corpo, rappresentando fino a 2/3 del pool di amminoacidi liberi muscolariHankard et al. Effect of glutamine on leucine metabolism in humans. Am J Physiol. 1996 Oct;271(4 Pt 1):E748-54.. Questo fatto, unito con l'idea che il muscolo sia il più grande produttore di questo aminoacido, potrebbe suggerire che la sua supplementazione possa rivelarsi utile nello sport. Effettivamente, il corpo è in grado di sintetizzare tra 20 e 80 g di glutammina al giornoWagenmakers AJ. Protein and amino acid metabolism in human muscle. Adv Exp Med Biol. 1998;441:307-19.. Un problema potenziale è che la glutammina è un aminoacido non-essenziale, il che significa che non sarebbe necessario consumare fonti esterne che la contengono poiché il corpo riesce a produrla autonomamente. Tuttavia l'utilizzo di glutammina da parte di molte differenti cellule nel nostro corpo è così ampio che possono verificarsi casi in cui la richiesta supera la sua normale disponibilità, quindi la glutammina è stata definita un amminoacido "condizionatamente essenziale"Lacey, Wilmore. Is glutamine a conditionally essential amino acid?. Nutr Rev. 1990 Aug;48(8):297-309.. Ciò significa che durante i periodi di stress fisico potrebbe effettivamente esserci bisogno di quantità maggiori di glutammina rispetto a quella che può essere prodotta, col fine di poter mantenere le corrette funzioni cellulari. Chiaramente, l'attività fisica rappresenta uno stress fisico per il corpo, e dopo l'esercizio la glutammina plasmatica e muscolare subisce un decremento, potenzialmente richiedendo ore per essere ricostituitaRowbottom et al. The emerging role of glutamine as an indicator of exercise stress and overtraining. Sports Med. 1996 Feb;21(2):80-97.. Questo potrebbe essere uno dei motivi per cui gli atleti fanno spesso uso di glutammina.
Un altro fatto interessante legato al rapporto tra muscolo scheletrico e glutamina è la questione del trasporto. Per entrare o uscire dai muscoli un amminoacido deve essere trasportato da carrier (trasportatori) specifici. Utilizzando questi carrier, il muscolo capta gli amminoacidi in base alla domanda stabilita dalla composizione della proteina, ma la captazione degli amminoacidi non è basata sulla composizione proteica. L'alanina e la glutamina possono rappresentare fino al 50% del rilascio di aminoacidi dal muscolo, nonostante rappresentino solo circa il 15% delle proteine muscolari totali. Questa sembrerebbe una contraddizione, spesso diffusa dai produttori di glutammina, ma come accennato in precedenza, durante i periodi di stress fisico (esercizio) la sintesi endogena di glutammina viene ostacolata. Dato che la carenza di un solo aminoacido può ostacolare la crescita muscolare, questo rafforzerebbe la teoria dell'utilità data dalla supplementazione di glutammina da parte degli atleti. Glutammina e sintesi proteica