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Glutamina

La glutamina (símbolo Gln o Q ) [4] 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 de 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 de este, pero en algunos casos de estrés, la demanda corporal de glutamina aumenta y la glutamina debe obtenerse de la dieta. [5] [6] Está codificada por los codones CAA y CAG. Recibe su nombre del ácido glutámico, que a su vez recibe su nombre de su descubrimiento en las proteínas de los cereales, el gluten . [7]

En la sangre humana , la glutamina es el aminoácido libre más abundante . [8]

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

El símbolo de una letra Q para glutamina se asignó en secuencia alfabética a N para asparagina , siendo más grande solo por un grupo metileno –CH2–. Nótese que P se utilizó para prolina y se evitó O debido a la similitud con D. También se propuso el mnemónico Q lutamina. [7]

Funciones

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

Funciones en el metabolismo

La glutamina mantiene el equilibrio redox al participar en la síntesis de glutatión y contribuir a procesos anabólicos como la síntesis de lípidos mediante carboxilación reductora. [16]

La glutamina proporciona una fuente de carbono y nitrógeno para su uso en otros procesos metabólicos. La glutamina está presente en el suero en concentraciones más altas que otros aminoácidos [17] y es esencial para muchas funciones celulares. Los ejemplos incluyen la síntesis de nucleótidos y aminoácidos no esenciales . [18] Una de las funciones más importantes de la glutamina es su capacidad de convertirse en α-KG, que ayuda a mantener el flujo del ciclo del ácido tricarboxílico, generando ATP a través de los transportadores de electrones NADH y FADH 2 . [19] El mayor consumo de glutamina ocurre en las células de los intestinos, [8] células renales (donde se utiliza para el equilibrio ácido-base), células inmunes activadas, [20] y muchas células cancerosas . [9] [12] [21]

Producción

La glutamina se produce industrialmente utilizando mutantes de Brevibacterium flavum , lo que produce aproximadamente 40 g/L en 2 días utilizando glucosa como fuente de carbono. [22]

Biosíntesis

La síntesis de glutamina a partir del glutamato y el amoníaco es catalizada por la enzima glutamina sintetasa . La mayor parte de la producción de glutamina se produce en el tejido muscular, lo que representa aproximadamente el 90% de toda la glutamina sintetizada. La glutamina también se libera, en pequeñas cantidades, en los pulmones y el cerebro. [23] Aunque el hígado es capaz de sintetizar glutamina, su papel en el metabolismo de la glutamina es más regulador que productivo, ya que el hígado absorbe la glutamina derivada del intestino a través del sistema portal hepático . [8]

Usos

Nutrición

La glutamina es el aminoácido no esencial más abundante de origen natural en el cuerpo humano y uno de los pocos aminoácidos que pueden atravesar directamente la barrera hematoencefálica . [8] Los seres humanos obtienen glutamina a través del catabolismo de las proteínas de los alimentos que consumen. [24] En estados en los que se está construyendo o reparando tejido, como el crecimiento de los bebés o la curación de heridas o enfermedades graves, la glutamina se vuelve condicionalmente esencial . [24]

Anemia drepanocítica

En 2017, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó el polvo oral de L -glutamina, comercializado como Endari , para reducir las complicaciones graves de la enfermedad de células falciformes en personas de cinco años o más con el trastorno. [1]

La seguridad y 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 dentro de los 12 meses anteriores a la inscripción en el ensayo. [1] Los sujetos fueron asignados aleatoriamente al tratamiento con polvo oral de L-glutamina o placebo, y el efecto del tratamiento se evaluó durante 48 semanas. [1] 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 3 frente a mediana 4), menos hospitalizaciones por dolor de células falciformes (mediana 2 frente a mediana 3) y menos días en el hospital (mediana 6,5 ​​días frente a mediana 11 días). [1] Los sujetos que recibieron L-glutamina en polvo oral también tuvieron menos incidencias 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). [1]

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. [1]

El polvo oral de L-glutamina recibió la designación de medicamento huérfano . [1] La FDA otorgó la aprobación de Endari a Emmaus Medical Inc. [1]

Comida médica

La glutamina se comercializa como alimento médico y se prescribe cuando un profesional médico cree que una persona bajo su cuidado necesita glutamina suplementaria debido a demandas metabólicas que van más allá de lo que se puede satisfacer mediante síntesis endógena o dieta. [25]

Seguridad

La glutamina es segura en adultos y en bebés prematuros. [26] Aunque la glutamina se metaboliza a glutamato y amoníaco, ambos con efectos neurológicos, sus concentraciones no aumentan mucho y no se detectaron efectos neurológicos adversos. [26] El nivel seguro observado para la L -glutamina suplementaria en adultos sanos normales es de 14 g/día. [27]

Se han descrito efectos adversos de la glutamina en personas que reciben nutrición parenteral domiciliaria y en aquellas con anomalías de la función hepática. [28] Aunque la glutamina no tiene efecto sobre la proliferación de células tumorales, todavía es posible que la suplementación con glutamina pueda ser perjudicial en algunos tipos de cáncer. [29]

La interrupción de la suplementación con glutamina en personas adaptadas a un consumo muy elevado puede iniciar un efecto de abstinencia, aumentando el riesgo de problemas de salud como infecciones o deterioro de la integridad del intestino. [29]

Estructura

La glutamina puede existir en cualquiera de las 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 protonada −NH 3 + en condiciones biológicas y un grupo de ácido carboxílico que se encuentra en la forma desprotonada −COO − , conocida como carboxilato, en condiciones fisiológicas.

Formas zwitteriónicas de glutamina a pH neutro: L-glutamina (izquierda) y D-glutamina

Investigación

Consecuencias de la depleción de glutamina en individuos gravemente enfermos [30]

El enjuague bucal con glutamina puede ser útil para prevenir la mucositis oral en personas sometidas a quimioterapia, pero la glutamina intravenosa no parece ser útil para prevenir la mucositis en el tracto gastrointestinal. [31]

Se pensaba 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 mala calidad. [32] La suplementación no parece ser útil en adultos o niños con enfermedad de Crohn o enfermedad inflamatoria intestinal , pero los estudios clínicos hasta 2016 no tenían suficiente potencia. [15] La suplementación no parece tener un efecto en bebés con problemas significativos de estómago o intestinos. [33]

Algunos deportistas utilizan L -glutamina como suplemento. Los estudios respaldan los efectos positivos de la administración oral crónica del suplemento sobre las lesiones 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. [34]

Las condiciones de estrés para las plantas (sequía, lesiones, salinidad del suelo) provocan la síntesis de enzimas vegetales como la superóxido dismutasa , la L-ascorbato oxidasa y la ADN polimerasa Delta 1. [35] Este proceso, iniciado por las condiciones de fuerte salinidad del suelo, se puede limitar administrando glutamina exógena a las plantas. La disminución del nivel de expresión de los genes responsables de la síntesis de la superóxido dismutasa aumenta con el aumento de la concentración de glutamina. [35]

Véase también

Referencias

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