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Características de la glutamina

    La glutamina es un aminoácido que puede sintetizarse en el organismo a partir de otros aminoácidos tales como la valina, la isoleucina o el ácido glutámico.

    Se la considera un "aminoácido esencial condicionado" o semi-esencial, ya que si bien no está dentro del grupo de los esenciales, en algunas condiciones tales como estrés, traumatismo, infección, entrenamiento intenso, etc. Cuando su consumo excede se síntesis, se convierte en esencial, y en éstas ocasiones, ciertas partes del organismo demandan tanta cantidad de glutamina, que el organismo no es capaz de sintetizar lo suficiente. En los mamíferos en general, los niveles fisiológicos de glutamina ronda los 650 micromol/l.

    La mayor parte de las fuentes proteínas contienen cantidades apreciables de glutamina, pero, debido a la rápida velocidad con que el organismo procesa este aminoácido, incluso los atletas que siguen una dieta hiperproteica, suelen necesitar de una cantidad adicional (ANTONIO, 1999).

    Los alimentos con un mayor contenido en glutamina son los productos lácteos, la carne, los maníes, las almendras, la soja, el pavo y las alubias.

    La glutamina es el aminoácido libre más abundante en el tejido muscular (60% de los depósitos de aminoácidos libres).

Inconvenientes a tener en cuenta:

• La glutamina se produce a expensas de otras proteínas críticas implicadas en la contracción muscular. Puede agotarse en el músculo aunque las hormonas de estrés aumenten su producción en el músculo, pues la utilización de glutamina por parte del cuerpo supera a la capacidad muscular de sintetizar dicho aminoácido.

• El organismo tiene prioridades: antes de construir músculo, verá si su sistema inmune o digestivo están en óptimas condiciones. Los aminoácidos que se encuentran en el organismo no van a utilizarse para la síntesis muscular sino que tienen otras prioridades tales como sintetizar glutamina por ser un nutriente muy valioso para las células del sistema inmunológico y las células epiteliales del tracto intestinal.

Funciones de la L-glutamina

    Newsholme (2003) y colegas han propuesto que los aminoácidos glutamina y glutamato deberían ser considerados tan importantes como la glucosa, para el mantenimiento y promoción de la función celular. Junto con el glutamato, la prolina, la histidina, arginina y ornitina, comprenden el 25% de la ingesta de aminoácidos y constituyen la "familia del glutamato" de aminoácidos. Es un sustrato de la síntesis proteica por lo que sus funciones metabólicas son múltiples:

    Precursor anabólico del crecimiento muscular; interviene en el balance ácido-base en el riñón, es sustrato para ureogénesis en el hígado; sustrato para la gluconeogénesis hepática y renal; combustible oxidativo para el intestino (REEDS, 2001) y para las células del sistema inmune; participa en el transporte de nitrógeno entre tejidos; es precursor de la síntesis de neurotransmisores y nutrientes cerebrales, pues atraviesa la barrera hematoencefálica e interviene en la utilización de glucosa y puede ser convertido en el aminoácido L-ácido glutámico; evita los efectos catabólicos del uso de glucocorticoides en casos de lesiones (HICKSON 1995, 1997); puede convertirse en glucosa, sin que aparezcan modificaciones en los niveles de insulina plasmática; contribuye a la recuperación del glucógeno muscular luego del entrenamiento (VARNIER, 1995; VAN HALL, 2000); interviene en la cicatrización de heridas, promoviendo el crecimiento de fibroblastos; ayuda a la recuperación post-traumática; actúa como agente auxiliar en el tratamiento del control de peso; es precursor de la síntesis de ácidos nucleicos, e interviene en la síntesis del glutatión (para una revisión, ver ROTH, 2002).

    Como las funciones de la glutamina son tan diversas, sólo describiremos el rol que cumple la glutamina en las siguientes áreas: estrés, ejercicio, y sistema inmunológico.

La glutamina y el estrés

    Todas las formas de estrés (traumatismo, operación quirúrgica, hambre, quemaduras, infecciones, ejercicio intenso, alteraciones psicológicas, ansiedad, etc.) tienen algo en común: agotan las reservas de glutamina muscular. La reducción de este aminoácido, es proporcional a la gravedad del estrés, con reducciones de hasta el 50%!!! Dicho estrés produce glucocorticoides como el cortisol, liberados por las glándulas adrenales que son transportados por sangre hasta las fibras musculares. Una vez allí, actúan promoviendo la expresión de ciertos genes y la síntesis de ciertas proteínas, una de las cuales es la enzima glutamina sintetasa, que es la encargada de catalizar la reacción de producción de glutamina en el músculo.

    Cuando el organismo está estresado, la glutamina es el aminoácido que más se agota y también el último en ser repuesto (para una revisión, ver MATTHEUSS, 1993). En estas ocasiones, si no hay suficiente cantidad de glutamina en el organismo, se producen situaciones de catabolismo muscular (degradación o pérdida de masa muscular), y si el estado catabólico se prolonga, pueden aparecer deterioros en la estructura y función orgánica, por ejemplo, en el caso del músculo, termina destruyéndose y comiéndose a sí mismo, precisamente lo opuesto a los objetivos deportivos, ya que se está perdiendo tejido muscular.

    La suplementación con éste aminoácido podría ser beneficioso para aquellos individuos que se encuentran muy estresados, o en condiciones mínimas de energía y reservas proteicas. Allí deben incluirse las personas ancianas, enfermos con cáncer e niños con muy bajo peso al nacer, al igual que individuos que siguen un tratamiento con glucocorticoides, ya que la prescripción de corticoides en casos de lesiones, puede provocar pérdida de masa muscular. En un estudio realizado sobre ratas de laboratorio, se demostró que las que recibieron acetato de 21-hidrocortisona, redujeron su pérdida muscular al tomar a la vez el dipéptido alanil-glutamina, frente a los animales que sólo recibieron el corticoide. A nivel molecular, la glutamina ha demostrado mantener la síntesis de diversas proteínas musculares incluso aún estando expuestos al exceso de glucorticoides.

    Desafortunadamente existe confusión acerca de cuándo la glutamina podría ser beneficiosa, porque no ha sido descrito y definido claramente un "síndrome de deficiencia de glutamina", como sucede con otros nutrientes (NEU, 2002).

Glutamina y ejercicio

Favorece la síntesis proteica.
Previene el catabolismo muscular en situaciones de estrés oxidativo.

    Al comenzar el ejercicio, los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCAI) aumentan hasta cuatro veces, y la velocidad de flujo del TCA, y por lo tanto del metabolismo oxidativo, puede estar limitada por la concentración de intermediarios del ciclo. La dramática disminución de glutamato intramuscular al inicio del ejercicio, en correlación con un aumento intramuscular de alanina, sugiere que el glutamato es un importante precursor que conduce al anabolimo (anaplerosis) (BOWTELL, 2002).

    Sin embargo otro estudio ha demostrado que a pesar de que la suplementación con glutamina 1 hora antes del ejercicio es capaz de incrementar el pool de los TCAI: citrato, malato, fumarato y succinato (aprox. 85% del total del pool de intermediarios del TCA), luego de 10 min de ejercicio de moderada intensidad, no se vio alterada la capacidad de resistencia, ni se evidenció una reducción en la utilización de fosfocreatina (PCr), ni una disminución de la acumulación de lactato durante ese período inicial de ejercicio, con lo cual los autores sugieren que al inicio del ejercicio, la producción de energía no se halla limitada por el tamaño del pool de TCAI, sino por otro factor, posiblemente la disponibilidad de O2 muscular, o la liberación de grupos acetilos al ciclo TCA, que tal vez se requiera ejercicio más intenso para mostrar dicha limitación.

    A la luz de fuertes evidencias existentes, el rol fundamental de la glutamina está relacionado con la síntesis de proteínas, importante para los atletas que entrenan sobrecarga. De hecho, ROWBOTTOM (1996) sugirió que los niveles de glutamina pueden ser un buen indicador de sobreentrenamiento. Es decir, atletas que se encuentran sobreentrenados generalmente tienen bajos niveles de glutamina concomitantemente con altos niveles de cortisol (PETIBOIS, 2002). De hecho, HICKSON (1995) ha demostrado que la glutamina previene directamente la degradación de proteínas contráctiles musculares inducida por cortisol.

    Se sugiere que su presencia podría ser la variable más determinante para llevar a cabo una síntesis proteica óptima. Se ha observado además incremento del nivel de GH, contrarrestando los efectos catabólicos del cortisol, potenciando efectos de volumización celular, los cuales pueden crear un ambiente anabólico en las células musculares, participando en la determinación parcial de la tasa de recambio proteica en el músculo.

    Durante el ejercicio prolongado, los aminoácidos de cadena ramificada (AACR) como leucina, isoleucina, valina, y la glutamina son más captados por el músculo que por el hígado con el objeto de contribuir al metabolismo oxidativo.

    La fuente de estos AA para el metabolismo oxidativo muscular en el ejercicio es el pool de AA del plasma, que es restituido a través del catabolismo de las proteínas globales del cuerpo. Sin embargo, dado que la oxidación de AACR y de glutamina en el músculo puede exceder la disponibilidad de los mismos, estos AA pueden declinar durante ejercicios prolongados.

    En los esfuerzos de ejercicios, ya sean de aceleración a alta intensidad o prolongados de resistencia, los niveles plasmáticos de AACR y glutamina se reducen, mientras se incrementan los niveles de triptófano. Dichas alteraciones son la base de la hipótesis de la fatiga central, ya que el triptófano libre y los AACR compiten por entrar al cerebro por la vía del mismo transportador de AA.

    Estudios realizados en ratones con distrofia muscular (patología en la que los músculos resultan gravemente dañados, atrofiados y debilitados) a los que se les administraron 0,8 g de glutamina por gramo de peso corporal durante cuatro semanas, demostraron que este aminoácido ejerció efectos sorprendentes sobre el soleo (músculo básicamente de fibras de contracción lenta), mejorando en un 31% la condición de los ratones distróficos, con un 28% de fuerza superior que la de los ratones del grupo control que ingirieron placebo (LYNCH, 1999).

    A nivel molecular, se ha determinado que la glutamina previene la pérdida de una proteína muscular específica llamada cadena pesada de miosina (HICKSON, 1995) que determina las propiedades contráctiles de los músculos esqueléticos.

    Se sabe además que cuando descienden los niveles de glutamina en los músculos esqueléticos también disminuye la síntesis proteica; contrariamente, cuando aumenta el nivel de ese aminoácido, también lo hace la cantidad de proteína sintetizada en el músculo, ya que la glutamina tendría un efecto anabólico, inhibiendo la degradación de proteína endógena y estimulando su síntesis a nivel de todo el cuerpo. Esta asociación glutamina muscular/síntesis proteica, también se ha extrapolado a los humanos y algunos estudios confirman que los suplementos de glutamina, detienen la tasa de catabolismo inducido por el ejercicio, resultando en un incremento de la síntesis proteica (anabolismo natural), lo cual se traduce en un incremento de la masa muscular magra.

    A pesar de ello, existe un estudio (OLDE, 1999) cuyos resultados muestran que la disminución de los niveles de glutamina plasmática y muscular no poseen efectos en el recambio (turnover) de proteínas del cuerpo en su conjunto, o sobre la cinética proteica del músculo, por lo tanto es poco probable que la concentración de glutamina sea el principal factor regulador de la síntesis proteica muscular.

    Hay varios estudios que sugieren que una suplementación oral de glutamina podría ayudar a los atletas a prevenir algunos de los síntomas del sobreentrenamiento, sin embargo, un estudio (ANTONIO 2002) concluyó que la ingestión a corto plazo de glutamina no mejora la performance en el levantamiento de pesas de hombres entrenados. El objetivo fue estudiar los efectos de la ingestión de altas dosis de glutamina sobre el desempeño de levantadores de pesas, para lo cual se llevo a cabo un ensayo doble ciego. En el mismo, un grupo de hombres entrenados en resistencia, realizaron ejercicios de levantamiento de pesas (prensa de piernas al 200% del peso corporal y prensa de banco al 100% del peso corporal), luego de la ingestión de glutamina o glicina (0.3 gr/kg) mezclada con jugo de frutas, o placebo.

    En síntesis, el nivel de glutamina en el músculo esquelético está relacionado con los niveles proteicos internos de diversos tejidos. El ejercicio intenso por períodos prolongados puede causar una disminución en los niveles sanguíneos de glutamina, asociado con el sobreentrenamiento y otros estados catabólicos. Además hay fuertes evidencias que demuestran que el mantenimiento de niveles elevados de glutamina intramuscular es esencial para prevenir el desgaste muscular (para una revisión, ver HOLECEK, 2002). Sin embargo un estudio ha señalado que la suplementación intravenosa con glutamina extra, agregada a una mezcla de otros aminoácidos, no estimula la tasa de síntesis proteica (ZACHWIEJA, 2001).

La glutamina y el sistema inmunológico

    Se han realizado numerosos estudios que relacionan la glutamina con el sistema inmune (CALDER, 1999; FIELD, 2000). Se sabe que en los atletas el esfuerzo físico intenso podría tener un efecto potencialmente inmunosupresor, causando una supresión transitoria del sistema inmune. Las demandas de los músculos y otros órganos son tan altas durante la actividad física intensa, que el sistema inmune puede sufrir carencia de glutamina que afecta temporalmente su función.

    El músculo esquelético es el tejido más involucrado en la producción de glutamina, lo cual afecta a la provisión de glutamina al sistema inmune, por lo que la actividad de los músculos esqueléticos puede influenciar directamente al sistema inmune. De hecho, corredores de resistencia exhiben una incidencia más alta de infecciones del tracto respiratorio superior, y los niveles de glutamina plasmática decrecen considerablemente luego de sesiones únicas de carrera de alta intensidad, y también luego de periodos más extensos de carrera.

    Como los niveles de glutamina sanguínea declinan luego del entrenamiento intenso, es posible que la inmunosupresión provocada por el ejercicio, se deba, en parte, a una deficiencia de glutamina. (KEAST, 1995). Al respecto, los efectos de la suplementación oral con glutamina en corredores de maratón y ultramaratón fue testeada en un estudio doble ciego. En los siete días siguientes a la maratón, el 51% de los corredores que tomaron placebo, desarrollaron infección, comparado con el 19% de aquellos suplementados con 10 gramos de glutamina inmediatamente luego de completar la maratón. En otro estudio se determinó que la suplementación oral suprimió la disminución de la concentración plasmática de glutamina post ejercicio, sin influenciar ningún otro parámetro del sistema inmune. Los niveles de glutamina decrecen aproximadamente 21% 1 hora luego de correr una maratón, seguido de una disminución en el número de linfocitos, y la provisión de glutamina oral después del ejercicio pareció tener efectos beneficiosos en lo que respecta a infecciones posteriores (CASTELL, 1997). Sin embargo, un estudio llevado a cabo en el año 2002, pone en duda la relación existente entre glutamina e inmunosupresión, ya que la concentración intracelular de glutamina no estaría comprometida cuando los niveles plasmáticos se ven disminuidos post ejercicio.

    Recientes de investigaciones con ingestión de glutamina han demostrado que, a pesar de que la concentración plasmática de glutamina permanece constante durante y luego de ejercicio extenuante, la suplementación con glutamina no suprime la disminución post ejercicio en la inmunidad celular (experimentos in vitro), incluyendo el bajo número de linfocitos y la proliferación deteriorada de los mismos y otros.

    Se concluye que, a pesar de que la hipótesis de la glutamina podría explicar la inmunosupresión relacionada con otras condiciones estresantes, como trauma y quemaduras, la concentración de glutamina plasmática no parece jugar un papel en la inmunosupresión inducida por el ejercicio (HISCOCK, 2002).

Rol de la glutamina en la recuperación del glucógeno muscular tras el entrenamiento

    La glutamina también puede contribuir a la recuperación del glucógeno muscular luego del entrenamiento, después de que hayan disminuido o se hayan agotado los niveles de glucogéno. En un estudio llevado a cabo en Italia, se descubrió que la ingesta de glutamina con un polímero de glucosa, promueve la acumulación de glucógeno en hígado y músculo esquelético. Se observó que los niveles de glucosa sanguínea aumentaron enormemente después de la ingestión de glutamina sola y del polímero de glucosa (aproximadamente un 70% más que al inicio, a los 30-45 minutos tras la ingestión), y la conclusión más importante observada en este estudio fue que la glutamina resultó tan efectiva como la solución de polímeros de glucosa para aumentar el glucógeno muscular después de que éste se agotó por causa del ejercicio. La ingestión de polímeros de glucosa produjo una gran elevación de los niveles de insulina que duró 30-90 minutos, mientras que la glutamina no ejerció efectos sobre los niveles de insulina.

    Este estudio sugiere que tomar una comida rica en proteína y una suplementación de glutamina es un potente estimulante de la resíntesis del glucógeno muscular. Por otra parte se ha demostrado que la ingestión de glutamina con una solución de glucosa promueve el almacenamiento de carbohidratos, no sólo en el músculo, sino también fuera del mismo, siendo el hígado, el sitio más factible de depósito (BOWTELL, 1999).

Rol en la glucogénesis y glucogenogénesis (Glutamina, glucosa, CHO y grasas).

    Los aminoácidos interaccionan con el metabolismo de la glucosa tanto como sustratos carbonados, y también reciclando los carbonos de la glucosa, vía alanina y glutamina. Al respecto, es muy notable que este último aminoácido, pueda convertirse en glucosa sin que aparezcan modificaciones en los niveles de hormonas plasmáticas. Un estudio demostró la importancia de la glutamina como regulador de la gluconeogénesis (síntesis de glucosa) (VARNIER, 1995; PERRIELLO, 1997). Utilizando pacientes humanos, los investigadores descubrieron que la infusión de glutamina resultaba en una conversión de glutamina en glucosa, sin que se produjeran cambios ni en los niveles de insulina ni de glucagón, las dos hormonas reguladoras de los niveles de azúcar sanguíneo. Se postula que la conversión probablemente se produzca en los riñones, no en hígado, y al no producir incrementos en los niveles de insulina, no produce tampoco efectos lipogénicos (acumulación de grasa), sin embargo los mecanismos aún no se conocen con exactitud, lo cual requerirá futura investigación. El interés de la L-glutamina en la obesidad se descubrió por casualidad, mientras se realizaba un estudio en ratones sometidos a dietas ricas en grasas. Los ratones utilizados poseían una predisposición genética al sobrepeso y a la hiperglucemia, si seguían ese tipo de dieta, por lo tanto se estudió el efecto de la L-Glu, un inhibidor de la oxidación de ácidos grasos, sobre la hiperglucemia y la excesiva ganancia de peso. Las conclusiones de dichos estudios fueron que la suplementación con Glu en dietas altas en grasas produjo reducciones persistentes tanto en la concentración de glucosa plasmática como de la insulina de este tipo de ratones. Además cuando se le añadió Glu a la dieta alta en grasas de animales severamente hiperglucémicos, por 2 meses, se vieron atenuados la ganancia de peso, la hiperglucemia y la hiperinsulinemia. (OPARA, 1996). Los mecanismos aún no se han dilucidad, aunque podría explicarse a través de la conversión de Glu en glutamato, el cuál se encuentra participando tanto del metabolismo de las proteínas como de los carbohidratos.

    Otro estudio (SERRA, 1994) determinó los efectos de la obesidad persistente en animales, sobre las enzimas que participan en el metabolismo de áminoácidos en el tejido adiposo blanco y el marrón, y encontraron una reducción considerable en las actividades de dichas enzimas, un 45% en el caso de la glutamina-sintasa, en el tejido adiposo marrón.

    Por otra, una investigación estudió los efectos de las dietas bajas en CHO sobre la respuesta de la glutamina plasmática en entrenamientos extenuantes prolongados, y mostró que la dieta baja en CHO estaba asociada con un incremento mayor de cortisol plasmático durante el ejercicio y una caída mayor de la concentración de glutamina durante la recuperación. El ejercicio con dieta alta en CHO no afectó los niveles plasmáticos de glutamina durante la recuperación del ejercicio intenso y prolongado (GLEESON, 1998).

    Otro estudio utilizó dos dietas, una con 45% de CHO y otra con 75% de CHO, para estudiar su efecto sobre los niveles de glutamina durante ejercicio de alta intensidad. Los resultados fueron que la concentración promedio de glutamina fue significativamente más alta durante el ejercicio con la dieta de 70% de CHO, comparada con la de 45%. El glucógeno decreció en la misma magnitud con las dos dietas, y se evidenció una relación entre los cambios en la glutamina plasmática y los cambios en el glucógeno muscular, por lo tanto se sugiere que la influencia de la ingesta de CHO sobre la concentración de glutamina no se encuentra mediada a través de las concentraciones de glucógeno intramuscular (BLANCHARD, 2001).

Consideraciones finales

    La forma de proteger las proteínas contráctiles del músculo es asegurándose una ingesta adecuada de glutamina mediante una dieta rica en proteínas. Sin embargo en algunas situaciones particulares, como el estrés y el entrenamiento intenso, sería necesaria una cantidad adicional de suplementos de glutamina. Estos requerimientos extras deberán ser evaluados y recomendados por un profesional idóneo. La glutamina, como suplemento dietético en el deporte, se comercializa en forma de polvo o en cápsulas para ingesta por vía oral. Usualmente las dosis utilizadas de suplementos de glutamina son de 40-50 mg por kilogramo de peso corporal y día, y se recomienda ingerirla con el estómago vacío (para evitar la competencia con los otros aminoácidos de la dieta por los transportadores, lo cual puede debilitar su efecto) más de 1 h antes del entrenamiento, y/o luego del entrenamiento para frenar el catabolismo y contribuir al anabolismo muscular. Las investigaciones han demostrado que se pueden consumir cantidades considerables de glutamina sin efectos secundarios ni toxicidad. De hecho, los estudios demostraron que hasta 57 gramos diarios de glutamina intravenosa no produjo efectos secundarios, mientras que dosis orales de hasta 21 gramos diarios tampoco presentaban ningún efecto clínico o bioquímico secundario (evidentemente, estas son dosis utilizadas en investigación, y se ha visto que más allá de 25g, no es posible absorberse).

    Algunos profesionales indican la toma de glutamina junto a otros suplementos como la creatina, ya que ambos actuarían en forma sinérgica en cuanto a sus efectos relacionados con el aumento de la síntesis proteica, la eliminación del amoniaco, la recuperación ácido-básico, la formación del antioxidante celular y el mantenimiento de la función inmunológica. Sin embargo no se aconseja tomadas en forma conjunta, es decir en el mismo horario, aunque sí en la misma fase del entrenamiento, ya ambas compiten por los mismos receptores a nivel celular y podría desaprovecharse una cantidad apreciable de ambas sustancias. También podría asociarse su ingesta al aminoácido taurina. La glutamina y la taurina están considerados como aminoácidos prohidratación, por lo que incrementan la volumización celular.

    Las investigaciones con este aminoácido continúan en desarrollo, por lo que en el futuro no es de extrañar que aparezcan nuevas funciones en las que se encuentre involucrado este nutriente.

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revista digital · Año 9 · N° 59 | Buenos Aires, Abril 2003   © 1997-2003 Derechos reservados