chimica-online.it

Glutammina

Proprietà della glutammina

La glutammina è un amminoacido con catena laterale polare, essa è presente nelle proteine nella configurazione L.

Il suo nome IUPAC è 5-ammide dell'acido 2(S)-ammino-1,5-pentandioico e viene indicata con le sigle Gln e Q.

Essa è l’ammide dell’acido glutammico; la sua pk1 (la costante di dissociazione acida del gruppo carbossilico) e la sua pk2 (la costante di dissociazione acida del gruppo amminico) sono rispettivamente 2,17 e 9,13.

La glutammina ha un pI (punto isoelettrico) di 5,65.

La sua formula bruta è C5H10N2O3, pertanto essa ha una massa molare di 146,15 g/mol.

L-glutammina

L-glutammina.

La glutammina si presenta come un solido cristallino bianco, ha una solubilità in acqua pari a 26 g/L a temperatura ambiente e la sua temperatura di fusione è 185 °C.

Funzioni biologiche della glutammina

La glutammina è un amminoacido non essenziale, in quanto essa può essere prodotta dall’organismo.

Più precisamente, essa è un amminoacido semi-essenziale o condizionatamente essenziale, perché viene sintetizzata a partire da amminoacidi essenziali e, in particolari condizioni patologiche, come in alcuni stati catabolici, quando vi è un consumo eccessivo di glutammina da parte dell’organismo, può essere necessario che essa venga introdotta con la dieta.

Le principali fonti alimentari di questo amminoacido sono: uova, carne, pesce, cereali (in particolare frumento), latte e formaggi.

La glutammina è coinvolta in molti processi metabolici. In particolare, essa è il principale trasportatore di azoto nell'organismo ed è una importante fonte di energia per molte cellule.

Essa è importante anche per la formazione delle purine e delle pirimidine, necessarie per la sintesi degli acidi nucleici (DNA e RNA).

La conversione da acido glutammico a glutammina è di centrale importanza nella regolazione dei livelli tossici di ammoniaca nel corpo.

La glutammina è un importante substrato per la produzione di neurotrasmettitori inibitori (GABA) ed eccitatori (glutammato), che regolano in maniera coordinata svariate ed importanti funzioni nell’organismo.

Inoltre essa costituisce un’importante fonte di energia per i neuroni e le cellule di supporto del sistema nervoso.

Come gli altri amminoacidi, la glutammina è biochimicamente importante come costituente delle proteine.

Essa è cruciale anche per il metabolismo dell'azoto. Può essere usata come donatore di azoto nella biosintesi di molti composti, come gli amminoacidi, le purine e le pirimidine.

E' un donatore di azoto nelle reazioni metaboliche e il principale trasportatore di azoto tra i diversi organi.

Come fonte di glutammato, è essenziale per il mantenimento del volume cellulare, degli amminoacidi, del glutatione, dell’energia e degli equivalenti riducenti (fondamentali nel metabolismo energetico).

Svolge un ruolo importante nell'omeostasi dell'azoto e per l'intestino.

E' un precursore dell'amminoacido arginina, per mezzo di un pathway intestinale e renale che coinvolge il trasporto di citrullina inter-organo.

Da un recente studio è emerso che la glutammina è il precursore dell’80% della citrullina presente nel plasma e del 10% dell’arginina plasmatica, quindi la glutammina è un importante precursore per la sintesi di arginina, a seguito della conversione intestinale a citrullina.

La glutammina endogena partecipa a varie attività metaboliche, come la formazione del glutammato, la sintesi delle proteine, dei nucleotidi e degli amminozuccheri.

La glutammina esogena subisce un metabolismo simile.

Applicazioni cliniche della glutammina

La mancanza di glutammina può avere effetti negativi sull’integrità funzionale dell'intestino e può portare ad immunosoppressione.

Bambini con un peso di nascita troppo basso sono molto suscettibili alla carenza di glutammina, poiché la nutrizione enterale è limitata nelle prime settimane di vita, quindi un supplemento di glutammina enterale può avere un effetto positivo in tali pazienti.

Secondo alcuni studi, un supplemento enterale di glutammina non altera le concentrazioni plasmatiche di glutammina, glutammato e altri amminoacidi in questi bambini.

Un significativo stress ossidativo caratterizza molte patologie. Un integratore a base di glutammina e antiossidanti può offrire effetti terapeutici, sebbene ci siano riscontri contrastanti dagli studi.

Infatti, secondo uno degli studi più recenti, fornire questo tipo di supplemento non porta a un miglioramento delle condizioni cliniche, ma, addirittura causa un aumento della mortalità tra i pazienti critici con insufficienza multiorgano.

La glutammina è indicata per il trattamento della sindrome dell’intestino piccolo in pazienti che ricevono supporto nutrizionale specializzato quando è impiegata insieme  all’ormone della crescita umano ricombinante, approvato per questa indicazione.

La glutammina è metabolizzata a glutammato e ammoniaca, quindi è necessario monitorare la funzione renale ed epatica in pazienti che ricevono nutrizione parenterale intravenosa.

Essa ha un possibile ruolo in qualità di immunomodulatore e protegge l'integrità del tratto gastrointestinale e, in particolare, del grande intestino.

Durante gli stati catabolici, l'integrità della mucosa intestinale può essere compromessa, con conseguente aumento della permeabilità intestinale e traslocazione di batteri Gram-negativi dall’intestino grande al resto dell'organismo.

La richiesta di glutammina dall'intestino, come da parte di altre cellule, quali i linfociti, è maggiore della quantità di glutammina del muscolo scheletrico, il maggior tessuto di deposito della glutammina.

La glutammina è la molecola che prediligono enterociti, colonociti e linfociti, quindi l’amminoacido, in queste condizioni, può svolgere diverse funzioni; per esempio, un supplemento di glutammina può invertire lo stato catabolico, risparmiando la glutammina del muscolo scheletrico.

Un altro risultato ottenuto dalla glutammina è stato inibire la traslocazione di batteri Gram-negativi dall'intestino grande.

Infatti, tale amminoacido aiuta a mantenere il livello di immunoglobulina A (anticorpo), che funziona primariamente prevenendo l'attacco dei batteri alle cellule della mucosa.

La glutammina sembra essere richiesta anche per supporto della proliferazione dei linfociti, tra cui quelli coinvolti nella produzione delle citochine interleuchina-2 e interferone-γ.

La glutammina può migliorare la fagocitosi di neutrofili e monociti ed è richiesta anche per la sintesi intestinale di glutatione, che può svolgere un ruolo nel mantenimento dell'integrità della mucosa intestinale, migliorando lo stress ossidativo.

Probabilmente, la glutammina nell'intestino agisce direttamente sul tessuto linfoide associato all'intestino e stimola la funzione immunitaria generale.

La glutammina ha un importante ruolo nel regolare la crescita, la funzione e la rigenerazione gastrointestinale.

In condizioni normali, la concentrazione di glutammina è mantenuta nel corpo per mezzo della dieta e della sintesi endogena di glutammato.

Secondo alcuni studi, il ruolo e i requisiti nutrizionali della glutammina variano se consideriamo pazienti affetti da malattie cataboliche e soggetti sani.

Le concentrazioni di glutammina si riducono e aumenta il metabolismo tissutale della glutammina durante molte malattie cataboliche ed è per questo che la glutammina è considerata un amminoacido condizionatamente essenziale.

Biochimica della glutammina

La glutammina viene sintetizzata nell’organismo a partire dal glutammato.

La reazione, in cui il glutammato reagisce con lo ione ammonio, è catalizzata dall’enzima glutammato sintetasi, che utilizza ATP come fonte di energia per la reazione.

Vengono prodotti anche i sottoprodotti ADP e fosfato (Pi).

Sintesi della glutammina

Sintesi della glutammina.

Anche la glutammina può essere fonte di glutammato. Infatti, la glutammina può essere idrolizzata per dare glutammato, con formazione di ammoniaca.

Tale reazione è catalizzata dall’enzima glutaminasi.

Sintesi dell’acido glutammico a partire dalla glutammina

Sintesi dell’acido glutammico a partire dalla glutammina.

Durante la traduzione o sintesi proteica, l’amminoacido glutammina è codificato dalle triplette di nucleotidi CAA e CAG.

Studia con noi