Glutamina: O Aminoácido da Defesa
Aminoácido Condicionalmente Essencial
Glutamina (Gln, Q) — Aminoácido com grupo amida na cadeia lateral:
- Fórmula: H₂N-CO-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH (aspartamina tem 1 CH₂ a menos)
- Classificação: Condicionalmente essencial
- Suficiente em condições normais: Sintetizado principalmente no músculo e pulmão por GS (Glutamine Synthetase) - Insuficiente em estresse: Trauma cirúrgico, sepse, queimaduras, exercício muito intenso → demanda supera síntese → Gln cai no plasma → imunidade compromete
Concentrações de Glutamina:
- Plasma: 500-900 µM (mais abundante)
- Músculo (intracelular): ~20 mM (~60% dos aminoácidos livres musculares)
- Efeito de estresse: Gln plasmática cai de 600 → 400 µM em sepse → correlaciona com pior prognóstico
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Síntese e Catabolismo
GS e GLS: O Par de Enzimas
GS (Glutamine Synthetase = GS, Glul):
- Localização: Músculo esquelético, astrocitos, pulmão, fígado (perivenal)
- Reação: Glutamato + NH₄⁺ + ATP → Glutamina + ADP + Pi
- No músculo: Fixa NH₄⁺ produzido no catabolismo de aminoácidos → Gln → transportada ao fígado/rim
GLS (Glutaminase):
- Localização: Mitocondrial (mitocondrial); rim, fígado, intestino, linfócitos, célula tumoral
- Reação: Glutamina + H₂O → Glutamato + NH₄⁺
- Isoformas: GLS1 (KGA/GAC) — mais expressa; GLS2 — hepática
- Regulação: GLS1 em células tumorais (Warburg aminoacídico): Células de proliferação rápida dependem de Gln → glut-aminólise
O Ciclo Glutamato ↔ Glutamina: ``` Músculo: NH₄⁺ (catabolismo de aminoácidos) → GS → Gln Gln liberada no plasma (transporte para fígado/rim)
Intestino/Linfócitos/Rim: Gln (da circulação) → GLS → Glu + NH₄⁺ Glu → α-cetoglutarato → Krebs (energia) NH₄⁺ → excretado ou re-incorporado em novo aminoácido via GDH
Fígado: Gln → GLS (perihepática portal) → Glu → urea cycle (NH₄⁺ → Uréia) ```
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Glutamina e os Enterócitos
O Combustível do Intestino
Por que os enterócitos dependem de Glutamina?:
- Enterócitos (células do epitélio intestinal): Metabolicamente muito ativos — renovação a cada ~3-5 dias
- Preferem Gln à glicose para energia:
- Gln → GLS → Glu → α-KG → Krebs (mitocôndria) → ATP - Glicose → usada mais para biossíntese de nucleotídeos e vias anabólicas
- Transportador: ASCT2 (SLC1A5) na membrana apical do enterócito importa Gln do lúmen intestinal
Gln e a Barreira Intestinal:
- Proteínas tight junction: ZO-1, Ocludina, Claudinas — requerem Gln para expressão
- Gln protege enterócitos de apoptose em estresse
- Sem Gln: Barreira intestinal fragiliza → translocação bacteriana → sepse
- Por isso: Nutrição parenteral/enteral peri-operatória inclui Gln como medida profilática
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Glutamina e Imunidade
Combustível dos Linfócitos
Linfócitos ativados (proliferando):
- Consomem Gln em taxas similares ou maiores que glicose
- Usam Gln para:
1. Síntese de purinas e pirimidinas (bases nitrogenadas do DNA/RNA) 2. Energia via glutaminólise 3. Síntese de NAD⁺ via ciclo nicotinamida (via Glu) 4. Biossíntese de hexosaminas (glicosilação)
Gln na síntese de purinas:
- PPAT (PRPP Amidotransferase): Gln + PRPP → PRA (Phosphoribosylamine) + Glu + PP
- Gln doa seu grupo amida para N9 do anel de purina
- PFAS: Gln doa N3 do anel de purina
- Sem Gln → sem purinas → sem DNA → sem proliferação de linfócitos
Gln na síntese de pirimidinas:
- CAD (CPS II): Gln + HCO₃⁻ + 2 ATP → Carbamoil Fosfato → N1 do anel de pirimidina
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Glutamina e pH Renal
O Papel na Acidose
Como o Rim Usa Gln para Tamponamento Ácido: ``` Acidose metabólica → Mais Gln disponível para o rim ↓ Gln → Células do Túbulo Proximal Renal Gln → GLS (mitocondrial renal) → Glu + NH₄⁺ Glu → GDH → α-KG + NH₄⁺ (segundo NH₄⁺) α-KG → Krebs → HCO₃⁻ gerado → reabsorvido no sangue (tamponamento) 2 NH₄⁺ → excretados na urina (junto com H⁺ no tampão NH₃/NH₄⁺ urinário) ```
Resultado: Cada Gln catabolizada no rim → 2 NH₄⁺ excretados (remove ácido) + 2 HCO₃⁻ retidos (tamponamento)
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Suplementação de Glutamina
Evidências:
- Nutrição Clínica (ICU, cirurgia): Suplementação de Gln parenteral/enteral → reduz complicações infecciosas em pós-operatório e grandes queimados; menos tempo de internação
- Atletas de elite: Gln plasmática cai após exercícios exaustivos; suplementação (20-30g/dia) → potencialmente preserva imunidade; ESTUDOS MISTOS
- Síndrome do Intestino Irritável / Leaky Gut: Gln 5g 3×/dia → melhora da barreira intestinal (evidências preliminares)
- Exercício de resistência / hipertrofia: Pouco benefício adicional se proteína total está adequada
- Dose: 5-30g/dia (clínico: até 0,35g/kg/dia IV)
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Referências
- Newsholme P, et al. "Glutamine and glutamate — their central role in cell metabolism and function." *Cell Biochem Funct.* 2003;21(1):1–9.
- Roth E. "Nonnutritive effects of glutamine." *J Nutr.* 2008;138(10):2025S–2031S.
- Ziegler TR, et al. "Clinical and metabolic efficacy of glutamine-supplemented parenteral nutrition." *Ann Intern Med.* 1992;116(10):821–828.
- Krebs HA. "Glutamine metabolism in the animal body." In: *Glutamine: Metabolism, Enzymology and Regulation*. Academic Press; 1980.
- Newsholme EA, Calder PC. "The proposed role of glutamine in some cells of the immune system and speculative consequences for the whole animal." *Nutrition.* 1997;13(7–8):728–730.
- Leid J, et al. "Glutamine and the immune system." *Amino Acids.* 2001;21(3):347–367.