Glutamina: O Aminoácido Condicionalmente Essencial
Abundância e Condicionalidade
L-Glutamina — O Aminoácido Mais Abundante:
- Plasma: 0,6-0,9 mM (Aminoácido Livre mais abundante no sangue)
- Músculo: ~60% de todos os aminoácidos livres intramusculares
- Não-essencial em condições normais (sintetizado endogenamente)
- Condicionalmente Essencial em: Sepse, Trauma, Cirurgia, Queimaduras, HIV/AIDS, Exercício Intenso Prolongado → Demanda > Síntese
Glutamina Sintetase (GS): ``` L-Glutamato + NH₃ + ATP → (GS) → L-Glutamina + ADP + Pi ```
- Localização Principal: Músculo Esquelético (Principal Fonte), Cérebro (Astrócitos), Pulmão
- No Cérebro: Glutamato (NT excitatório) + NH₃ → Gln → Reciclado para Neurônios (Ciclo Gln-Glu)
---
Glutaminólise: Combustível Celular
Glutaminase (GLS) — O Oposto da GS: ``` L-Glutamina → (GLS: GLS1 = Rim/Cérebro/Tumores; GLS2 = Fígado) → L-Glutamato + NH₃ ```
Via da Glutaminólise: ``` Gln → (GLS1) → Glu + NH₃ Glu → (GDH ou Transaminases) → α-Cetoglutarato (α-KG) + NH₃ (ou Asp) α-KG → Krebs → GTP + NADH + FADH₂ → OXPHOS → ATP OU α-KG → IDH reductive → Isocitrato → Citrato → Sai Mitocôndria → Lipídios (Ac-CoA) ```
Quem Usa Glutaminólise:
- Enterócitos (intestino delgado): Glutamina = Combustível Principal (>Glicose)
- Linfócitos T Ativados: Proliferação depende de Gln (similar ao Warburg em Glu)
- Macrófagos ativados: Gln para síntese de Arginina e Citocinas
- Células Tumorais: MYC → GLS1 ↑ → Supersintese de AA + Lipídios via glutaminólise
---
Glutamina na Síntese de Purinas e Pirimidinas
Purinas (Adenina, Guanina):
- Síntese de novo de purinas: 5-Fosforribosil-1-Pirofosfato (PRPP) + 10 reações enzimáticas → IMP → AMP/GMP
- Gln como Doador de N:
- N9 do anel purínico: De Glutamina (via PPAT = Fosforribosil Amidotransferase, Passo 1) - N3: De Glutamina (via PFAS) - C2: De N10-Formil-THF
- Gln é o doador de nitrogênio amídico para múltiplas GATs (Glutamina Amidotransferases)
Pirimidinas (Citosina, Timina, Uracila):
- CPS2 (Carbamoil-Fosfato Sintase 2, citoplasmática):
- Gln + CO₂ + 2 ATP → Carbamoil-Fosfato (CP) + Glu + 2 ADP - CP → + Aspartato → (CAD) → Dihidroorotato → Orótido → UMP → CTP
- CTP Sintetase: UTP + Gln + ATP → CTP + Glu + ADP
Asparagina Sintetase (ASNS):
- Aspartato + Gln + ATP → Asn + Glu + AMP + PPi
- Crítico para: Leucemia Aguda = Células leucêmicas não têm ASNS → Dependentes de Asn exógena
- L-Asparaginase (Terapia): Degrada Asn no sangue → Células leucêmicas sem Asn → Apoptose
---
Glutamina e Transporte de Amônia
O Ciclo Gln/Amônia: ``` MÚSCULO: BCAAs → BCAT → Glu + Cetoácidos Glu + NH₃ (de deaminação) → (GS) → Gln Gln → Circulação
INTESTINO: Enterócitos captam Gln → GLS1 → Glu + NH₃ NH₃ → Veia Portal → Fígado
FÍGADO: NH₃ → Ciclo da Ureia → Ureia → Excretada pelos rins OU Glu + NH₃ → (GS hepática pericentral) → Gln (detoxicação final no fígado) ```
Encefalopatia Hepática:
- Fígado cirrótico: Ciclo da Ureia comprometido → NH₃ acumula
- NH₃ → Cérebro → Astrócitos: GS → Gln → Astrócitos Incham (Edema Cerebral) → Encefalopatia
---
Glutamina e Barreira Intestinal
Manutenção da Barreira:
- Gln → Glu (GLS) → Precursor de GSH (Glutationa = γ-Glu-Cis-Gly)
- GSH → Mantém integridade de TJ (Tight Junctions) via prevenção de Oxidação de proteínas ZO-1, Ocludina
- Gln → Energia para proliferação de vilosidades intestinais
---
Suplementação em Estados Catabólicos
UTI/Sepse:
- **Wischmeyer PE et al. (*Crit Care Med*, 2001)**: Gln IV + Enteral → Menos Infecções, menos mortalidade em UTI
- **REDOXS (Heyland DK, *NEJM*, 2013): 0,35g/kg/dia Gln IV em UTI graves → Sem benefício; Possível Dano em pacientes com SOFA ≥ 11** (Provável: Hiperamonemia + Glutamina competindo com Arginina)
- Consenso: Gln útil em catabolismo MODERADO (não em falência múltipla de órgãos)
Atletas e Exercício:
- Exercício Exaustivo: Gln plasmática cai 30-50% (Músculo consome + Imunidade aumenta demanda)
- Castell LM, Newsholme EA (*Eur J Appl Physiol*, 1997): Gln 5g pós-maratona × 7 dias → Menos Infecções de Trato Respiratório vs. Placebo
---
Referências
- Newsholme P, et al. "Glutamine and glutamate—their central role in cell metabolism and function." *Cell Biochem Funct.* 2003;21(1):1–9.
- Reeds PJ, Burrin DG. "Glutamine and the bowel." *J Nutr.* 2001;131(9 Suppl):2505S–2508S.
- Wischmeyer PE, et al. "Glutamine attenuates tumor necrosis factor-alpha release and enhances heat shock protein 72 in human peripheral blood mononuclear cells." *Nutrition.* 2001;17(6):515–520.
- Heyland D, et al. "A randomized trial of glutamine and antioxidants in critically ill patients." *N Engl J Med.* 2013;368(16):1489–1497.
- Castell LM, Newsholme EA. "The effects of oral glutamine supplementation on athletes after prolonged, exhaustive exercise." *Nutrition.* 1997;13(7-8):738–742.
- DeBerardinis RJ, Cheng T. "Q's next: the diverse functions of glutamine in metabolism, cell biology and cancer." *Oncogene.* 2010;29(3):313–324.