L-глютамин является самой распространенной в организме свободной аминокислотой. Она участвует в большем количестве метаболических процессов, чем любая другая аминокислота. Концентрация в клетках примерно в четыре раза выше, чем в плазме.

Большинство типов тканей способны сами вырабатывать глютамин, а затем выделять его в кровь. Тем не менее, скелетные мышцы, легкие, мозг и жировая ткань могут производить особенно большое количество аминокислоты. Скелетные мышцы берут на себя большую часть поставок глютамина из-за своей большой массы. Примерно 50% циркулирующего глутамина используется в качестве энергетического субстрата и окисляется, 10–20% используется для глюконеогенеза, а остальная часть (повторно) используется для синтеза белка.

Поскольку почти все клетки организма (особенно мышечные) сами вырабатывают глютамин, вещество долгое время не считалось актуальным в контексте приема добавок. Это одна из причин, почему до сих пор существует всего несколько исследований на эту тему. Однако, поскольку при определенных обстоятельствах организм может испытывать дефицит собственного производства, L-глютамин кажется полунезаменимым: при определенных обстоятельствах дефицит может легко возникнуть при особом стрессе, например, во время голодания, во время интенсивных занятий спортом или в случае цирроза печени и других серьезных заболеваний, таких как серьезные инфекции. Парентеральная пища, обогащенная глютамином, также доказала свою большую пользу в отделениях интенсивной терапии. Исследования показывают, что добавки с L-глютамином могут спасти жизнь при многих заболеваниях.

L-глютамин участвует в различных метаболическихпроцессах, включая кислотно-щелочной баланс, метаболизм белков, жиров и углеводов, регулирование объема клеток, выработку глутатиона и контроль баланса между катаболизмом и анаболизмом. Кроме того, он также является важным субстратом для быстро делящихся клеток, таких как слизистая оболочка кишечника и иммунные клетки. По этой причине его следует считать важным питательным веществом для заживления ран и наращивания мышечной массы.

Почти все аминокислоты имеют аминогруппу. Глютамин здесь является редким исключением, так как он имеет две аминогруппы. По этой причине глютамин иногда играет центральную роль в метаболизме аминокислот: все остальные аминокислоты могут образовываться с помощью глутаминовой кислоты (глутамата). Глутаминовая кислота и глутамин могут легко превращаться друг в друга. L-глутамин производится из L-глутаминовой кислоты с помощью так называемой глутаминсинтетазы. При этом расходуется аденозинтрифосфат (АТФ). Из глютамина также могут синтезироваться пурины, пиримидины (нуклеиновые кислоты, строительные материалы ДНК), соединения аминоглюкозы, гормоныи коферменты.

В печени углеродный скелет глутамина является важным строительным блоком молекул глюкозы. Превращая его в альфа-кетоглутаровую кислоту, глутамин может сжигаться в цикле лимонной кислоты. Глютамин является важнейшим источником энергии для тонкого кишечника, а также для иммунных клеток.

Иммунные клетки (в основном лимфоциты и макрофаги) нуждаются в большом количестве глутамина, даже когда иммунная система не подвергается особой нагрузке. В момент иммунного ответа, т.е. когда иммунные клетки сильно размножаются и приходится образовывать различные антитела, потребление глютамина снова резко возрастает. Если иммунный стресс длится лишь короткое время, то для покрытия потребности пациента обычно достаточно собственной продукции пациента, частично из аминокислот с разветвленной цепью (BCAA) в мышечной ткани. Однако, если стрессовая ситуация сохраняется, возникает нехватка продукции, в результате чего мышцы разрушаются, а иммунная система ослабевает.

L-глютамин особенно важен для так называемой общей иммунной системы слизистых оболочек (CMIS), иммунной функции слизистого слоя организма, а также дыхательных путей, половых органов и желудочно-кишечного тракта. В слизистом слое этой ткани с помощью глутамина вырабатывается секреторный IgA (s-IgA). Этот тип антител специфичен для иммунной защиты в слизистыхслоях организма. Таким образом, дефицит глютамина может привести к снижению защиты от патогенных микроорганизмов в кишечнике и дыхательных путях. Исследователи связали низкий уровень s-IgA в слюне с увеличением заболеваемости кандидозом и другими инфекциями.

Добавки с глютамином способствуют высвобождению кишечного гормона гукагоноподобного пептида 1 (GLP-1) сильнее, чем глюкозы или других аминокислот. Это ингибирует глюкагон и повышает чувствительность к глюкозе бета-клеток в поджелудочной железе, что в свою очередь стимулирует высвобождение инсулина и снижает уровень сахара в крови. GLP-1 ингибирует апоптоз бета-клеток и способствует пролиферации и дифференцировке этих инсулин-продуцирующих клеток. GLP-1 также ослабляет аппетит. Таким образом, глютамин является интересным веществом для лечения диабета и ожирения и в настоящее время является предметом различных клинических исследований.

В случае ацидоза потребление глютамина почками резко возрастает. Затем избыточные атомы водорода соединяются с NH3-группой (аммиаком) глутамина и выпадают в осадок в виде ионов аммония (NH4+). Кроме того, при сгорании глутамина образуются ионы бикарбоната(HCO3-), которые помогают нейтрализовать слишком низкий уровень pH.

Как аминокислота, глютамин, конечно, также может выступать в качестве строительного блока различных белков.

Глютамин является самой распространенной аминокислотой в спинномозговой жидкости. Это свидетельствует о том, что он играет важную роль в метаболизме мозга. Глутаминовая кислота (глутамат), которая связана с глутамином, сама по себе является важным возбуждающим (стимулирующим) нейромедиатором. Эта глутаминовая кислота также может превращаться (с помощью витамина В6, витамина В12и марганца) в ГАМК (гамма-аминомасляную кислоту), которая в свою очередь является тормозным (малоподвижным) нейромедиатором.

Седативные средства, такие как валиум®, также развивают свой успокаивающий эффект через рецепторыГАМК в мозге. Взаимосвязь между ГАМК и глутаматом (индекс ГАМК/глутамат) является мерой баланса между стимуляцией и угнетением нервной системы.

Глютамин также важен для производства глутатиона, важного детоксиканта и антиоксиданта. Глутатион представляет собой трипептид, состоящий из глицина, глутамина и цистеина. В норме аминокислота цистеин является ограничивающим фактором в синтезе глутатиона. Однако в случае дефицита глютамина (например, из-за стресса, голодания, интенсивных занятий спортом и серьезных заболеваний) глютамин также может ограничивать выработку глутатиона. Добавки цистеина (лучший источник: N-ацетил-цистеин) и L-глутамина могут сильно стимулировать синтез глутатиона.

Пурины и пиримидины являются строительными блоками ДНК и РНК. Их выработка глютамином особенно важна для быстро делящихся клеток, таких как клетки иммунной системы и кишечного эпителия.

Около трети азота (N), образующегося в результате распада белка, транспортируется между органами в виде глютамина. Когда организм использует глютамин, азот выделяется в виде аммиака. Это выбрасывается в кровь. Оставшийся аммиак (NH3) затем выводится из организма через мочевину через печень, чтобы компенсировать избыток азота. Этот аммиак может быть использован для преобразования глутаминовой кислоты обратно в глутамин. Когда печень плохо функционирует, мышечная ткань помогает детоксицировать аммиак. Если здесь есть дефицит глютамина, может возникнуть токсичная концентрация аммиака.

Благодаря своей большой массе, мышечная ткань является крупнейшим продуцентом глютамина в организме. Кроме того, L-глютамин также является движущей силой процесса наращивания мышечной массы. Глютамин является самой распространенной и самой необходимой аминокислотой в мышечной ткани: если глютамина недостаточно, синтез белка застаивается. Если потом заниматься напряженной физической работой, то уровень глютамина может резко упасть как раз в тот момент, когда организм испытывает наибольшую потребность.

После тяжелых (спортивных) упражнений необходим период в несколько часов, чтобы снова улучшить уровень глютамина. Таким образом, при здоровом состоянии мягкая тренировка после интенсивного дня способствует восстановлению организма, так как расслабленное использование мышц стимулирует синтез глютамина в отличие от полной физической активности. Если глютамин доступен только в ограниченном количестве после тренировки, это уже может быть признаком перенапряжения. Если, как во времена интенсивных тренировок или соревнований, не хватает времени на регенерацию организма, эффект может быть многократно увеличен: у перетренированных спортсменов уровень глютамина в плазме может сохраняться в течение месяцев, а иногда и лет. Дефицит глютамина ограничивает функциюкишечного эпителия, повышает риск инфекций и аллергиии замедляет заживление ран. В основном это касается спортсменов на выносливость, таких как марафонцы.

Поэтому добавки с глютамином могут быть уместны для спортсменов на выносливость: это может поддерживать эпителий кишечника и стимулировать иммунную систему, что, в свою очередь, снижает риск инфекций.

Во многих случаях глютамин является важным питательным веществом. Особенно во время чрезвычайных стрессов, например, в случае инфекций или ран, потребность в глютамине может увеличиться в три или четыре раза по сравнению с обычным потреблением. Мышцы реагируют на это, высвобождая накопленный L-глютамин для использования в других местах. Если нагрузка длится не слишком долго, уровень глютамина в мышцах быстро восстанавливается.

Однако в случае длительного метаболического стресса, такого как хроническая инфекция, потребность в L-глютамине очень высока – доступность L-глютамина может быть недостаточной. Это, в свою очередь, может привести к повреждению мышц или иммунодефициту. Кроме того, во время стресса и неправильного питания всасывание глютамина в тонком кишечнике резко снижается. Если кишечная флора дисбиотическая или повреждена, дефицит глютамина может принимать серьезные формы. В случае госпитализации или хирургического вмешательства это может привести к серьезным осложнениям.

Восстановление ран

Глютамин очень важен для хорошего заживления ран. Пациенты с тяжелыми травмами, такими как ожоги или в ослабленном состоянии после операции, нуждаются в особенно большом количестве глутамина, так как во время заживления ран также происходит повышенное деление клеток, а также синтез ДНК и белка. Фибробласты, макрофаги и лимфоциты имеют высокую потребность в глютамине.

Иммунодефициты

У пациентов с иммунодефицитом глутамин необходим для оптимального функционирования иммунных клеток (моноцитов, лимфоцитов и нейтрофилов). Кроме того, глютамин улучшает барьерную функцию кишечника, что снижает риск вторичных инфекций. Что касается различных клинических параметров, то добавление глютамина впарентеральнуюдиету почти всегда оказывает благотворное влияние на пациентов в отделении интенсивной терапии. Добавки с глютамином также являются полезным вмешательством для профилактики или лечения сепсиса и полиорганной недостаточности. Таким образом, добавки с глютамином могут сократить не только продолжительность пребывания в больнице, но и риск смерти в результате послеоперационных инфекционных осложнений.

Химиотерапия и лучевая терапия

Глютамин, по-видимому, уменьшает побочные эффекты химиотерапии и лучевой терапии у онкологическихбольных. У таких пациентов часто наблюдаются симптомыразрушения слизистой оболочки: воспаление во рту, повышенная проницаемость в кишечнике и грибковые инфекции являются скорее правилом, чем исключением. Прием глютамина в значительных количествах (5–10 граммов), по-видимому, способен предотвратить эти симптомы по большей части.

Нетоксическая терапия опухолей

Глютамин также используется в нетоксичной терапии опухолей. Опухолевые клетки можно рассматривать как «глутаминовые ловушки»: эти клетки всегда обеспечивают удовлетворение своих потребностей в глютамине. Поэтому онкологические больные обычно страдают от дефицита глютамина. Это может ослабить иммунную систему, так что опухоль сможет уклониться от него, и, следовательно, риск метастазированияn увеличивается. Добавки с глютамином стимулируют клеточную иммунную функцию без дополнительного глютамина, стимулирующего рост опухоли.

Повышенная проницаемость кишечника и воспалительные заболевания кишечника

Кишечник должен поглощать питательные вещества, но также быть в состоянии отгонять многие вредные вещества и микробы. Немаловажную роль в этом играет глютамин, так как он укрепляет кишечный барьер. Глютамин не менее важен для непрерывной реконструкции быстро делящихся клеток кишечного эпителия, особенно тонкой кишки. Эти клетки полностью регенерируют каждые три-четыре дня. Важность глютамина для эпителия кишечника иллюстрируется тем фактом, что 40% от общего потребления глютамина приходится на кишечник.

В случае дефицита глютамина кишечный эпителий может атрофироваться, что приводит не только к снижению всасывания питательных веществ, но и, возможно, к повышению проницаемости кишечного эпителия. Кишечные эпителии используют глютамин в качестве источника энергии по очень специфической причине: при расщеплении глютамина выделяются азот и углерод. Эти вещества затем используются при делении клеток для формирования точных копий ДНК. В частности, быстро делящиеся клетки чувствительны к ошибкам в репликации ДНК, что может привести к мутациями, следовательно, к таким заболеваниям, как рак. Таким образом, прием дополнительного глютамина, по-видимому, также выполняет важную профилактическую функцию: он может предотвратить развитие колоректального рака и таких заболеваний, как болезнь Крона или язвенный колит. Например, недавнее исследование на лабораторных животных с колитом показывает, что добавки с глютамином предотвращают образование рубцовой ткани. Рубцовая ткань является необратимым последствием воспаления кишечника и может привести к сужению и потере функции кишечника.

У пациентов, получающих энтеральное или парентеральное питание, глютамин ускоряет выздоровление, что почти наверняка связано с его положительным влиянием на слизистую оболочку кишечника, снижением проницаемости кишечного эпителия и/или профилактикой атрофии S-IgA.