Glutamina - Strategii militare pentru susținerea nutriției și a funcției imune pe teren -
Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.
Comitetul Institutului de Medicină (SUA) pentru cercetarea nutriției militare. Strategii militare pentru susținerea nutriției și a funcției imune pe teren. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 1999.
Strategii militare pentru susținerea nutriției și a funcției imune pe teren.
Douglas W. Wilmore 1
Introducere
La om, glutamina a fost considerată în mod tradițional ca un aminoacid neesențial, probabil din cauza abundenței sale în diversele bazine de aminoacizi ale corpului. Aproape toate celulele umane conțin enzima glutamină sintetază, care poate produce, în condiții adecvate, glutamină. Cu toate acestea, recent s-a postulat că în timpul catabolismului, cererile de țesut pentru glutamină depășesc producția endogenă a acestui aminoacid, rezultând o stare de deficit de glutamină (Lacey și Wilmore, 1990). Se crede că boli majore, cum ar fi leziuni, arsuri (Gore și Jahoor, 1994; Parry-Billings și colab., 1990), infecție (Shabert și Wilmore, 1996) și/sau alte stări de boală asociate cu un răspuns inflamator semnificativ inițiază această necesitate crescută de glutamină. Glutamina exogenă poate fi utilă în aceste condiții pentru a restabili un aport adecvat de acest nutrient important.
Glutamina furnizează o sursă gata de energie prin conversia sa în intermediarii ciclului acidului citric și prin generarea de ATP. Acesta servește ca un substrat major implicat în transportul intraorganic al azotului și este extrem de eficient deoarece conține două porțiuni de azot. Este important în generarea de purine și pirimidine necesare pentru biosinteza ADN-ului (Martin, 1985) și servește ca precursor în unele țesuturi pentru bazele generate metabolic (Welbourne, 1995) (adică purine și pirimidine sintetizate endogen; cele care nu provin din dietă surse) și glicoproteine. Glutamina este, de asemenea, un regulator (sau co-regulator) al proliferării celulare (Kandil și colab., 1995), generarea proteinelor de șoc termic 2 (Ehrenfried și colab., 1995) și expresia anumitor receptori ai suprafeței celulare (Spittler și colab., 1995). Nu se știe dacă unele dintre aceste activități specifice implică mecanisme de reglare genetică directe sau indirecte.
Glutamina poate fi, de asemenea, limitativă a ratei pentru sinteza glutationului, unul dintre cei mai importanți antioxidanți intracelulari. Studiile arată că, în prezența cisteinei, furnizarea de glutamină va spori depozitele de glutation și va reduce daunele oxidante (Hong și colab., 1992).
Acest capitol analizează studiile clinice pertinente care sugerează o asociere între glutamină și apărarea imună a corpului.
Biochimie fiziologică
În timpul stărilor catabolice, are loc elaborarea (sinteza și secreția) unei varietăți de hormoni de stres, inclusiv glucocorticoizi; sa demonstrat că acest ultim steroid induce expresia glutaminei sintetazei în mușchiul scheletic (Hickson și colab., 1996) și astfel inițiază de novo sinteza glutaminei și producția îmbunătățită de glutamină a mușchilor scheletici și eliberarea în sânge. La omul normal, în stare postabsorbtivă, aproximativ 40% din glutamina plasmatică este considerată a fi derivată din alți aminoacizi, iar 45% suplimentare provin din eliberarea sa directă din proteine tisulare (Perriello și colab., 1995). Restul glutaminei provine din conversia glucozei și glutamatului în glutamină. Studiile nu au fost încă efectuate la indivizi stresați pentru a determina contribuția relativă a diferitelor stări de boală la rata accelerată a producției de glutamină în timpul stresului, dar datele din modele animale (Muhlbacher și colab., 1984) sugerează că toate căile sunt accelerate pentru a spori glutamina. producția în timpul stărilor catabolice.
Glutamina produsă de mușchiul scheletic este transportată prin fluxul sanguin și preluată de diferite organe viscerale (Souba și colab., 1985). Distribuția glutaminei din sânge este dependentă de concentrație, dar se bazează și pe transportorii de membrană care sunt distribuiți în diferite țesuturi viscerale. Acești transportori sunt reglementați de o varietate de factori metabolici care modifică rata de glutamină transportată în celulă (Fischer și colab., 1995). În timpul stărilor de stres, organele concurează pentru glutamină și se stabilește o ierarhie de priorități între țesuturi pentru a determina absorbția glutaminei și utilizarea ulterioară. Organele sau țesuturile precum ficatul, mucoasa gastro-intestinală, rinichii și țesutul imunologic sunt principalii consumatori de glutamină. Pe măsură ce concentrațiile de sânge scad, transportul celular împreună cu fluxul de sânge către anumite organe devine factorii care limitează rata care determină absorbția celulelor și utilizarea ulterioară. Aceste evenimente de reglare și competiția intraorganică pentru glutamină au un impact major asupra protecției, proliferării și funcției celulelor.
Glutamina și funcția imună
În anii 1950, s-a realizat că glutamina este un nutrient esențial in vitro necesare pentru dezvoltarea unor bacterii și aproape a tuturor celulelor cultivate. Eagle și colegii săi (1956) au raportat că atât fibroblastele de șoarece, cât și celulele HeLa au murit în cultură, cu excepția cazului în care mediul a fost suplimentat cu glutamină. Când acest aminoacid a fost adăugat la mediul de cultură, proliferarea celulară a avut loc într-o manieră care răspunde la doză, cu concentrații crescânde de glutamină. Ardawi și Newsholme (1983) au studiat limfocitele recoltate din ganglionii limfatici mezenterici de șobolan pentru a determina influența glutaminei asupra funcției celulare. Adăugarea de glutamină a provocat o creștere de patru ori a încorporării [3H] timidinei, un marker al proliferării celulare. Acest efect nu a fost observat atunci când glutamina a fost substituită cu alți aminoacizi sau cu amoniac.
Absorbția de glutamină în aceste și în alte experimente a depășit cu mult cerințele pentru metabolismul oxidativ al celulelor studiate. În celulele proliferative, glutamina produce compuși precum amoniac, glutamat, asparat și lactat, un proces numit glutaminoliză (McKeehan, 1982; Newsholme și colab., 1988a, b). Această cale pune la dispoziție precursori esențiali - amoniac, glutamină și aspartat - pentru biosinteza purinei și pirimidinei. Glutamina asigură, de asemenea, azotul pentru formarea glucozaminei, guanozin trifosfatului (GTP) și a nicotinamidei adenine dinucleotide (NAD), toate substanțele importante necesare funcției celulare normale.