Glutamina

A glutamina é o aminoácido mais abundante no plasma e nos tecidos, especialmente nos músculos. Ela desempenha muitas funções, dentre as quais o transporte de amônia dos tecidos produtores (músculos, por exemplo) para os órgãos que a eliminam (fígado e rins), a doação de esqueletos de carbono para a gliconeogênese, a manutenção do equilíbrio acidobásico com a liberação da amônia nos rins, sendo ainda substrato energético e precursor para a síntese de macromoléculas em células como leucócitos e enterócitos.

Os músculos esqueléticos, o tecido adiposo, os pulmões e o cérebro produzem a glutamina utilizada pelos enterócitos, leucócitos, fígado e rins. Em condições normais, há equilíbrio entre a produção e o consumo da glutamina. No entanto, situações como infecções, queimaduras, cirurgias e exercício físico intenso levam a uma maior remoção de glutamina e diminuição da concentração plasmática. Como mostra a Figura 1, a glutamina pode ser sintetizada em vários tecidos a partir do α-cetoglutarato e glutamato, via glutamato aminotransferase e glutamina sintetase, ambas, enzimas citosólicas.

O metabolismo da L-glutamina envolve duas enzimas: a glutaminase e a glutamina sintetase. Em relação à glutaminase existem duas enzimas específicas: a glutaminase hepática e a glutaminase renal, sendo que o tipo renal pode ser encontrado no cérebro, nos pulmões, nos intestinos e no músculo esquelético.

A glutaminase catalisa a hidrólise da glutamina em glutamato e íon amônio:

Glutamina + água glutamato + amônio

Já a glutamina sintetase catalisa a síntese da glutamina a partir do glutamato e amônia com gasto de Adenosina Trifosfato (ATP):

Glutamato + NH3 + ATP Glutamina + ADP + Pi

Existe um problema em se administrar L-glutamina, seja por via parenteral, enteral ou oral, sendo as vias enteral e parenteral as principais vias utilizadas nos primeiros estudos com suplementação de glutamina, pois a glutamina livre tem a sua solubilidade limitada a aproximadamente 3 g/100 ml (Fürst et al, 1995), o que requer uma grande quantidade de água para a sua administração. Além disso, a glutamina livre é instável em meio aquoso (Fürst et al, 1990). Este problema pode ser vencido pela utilização de glutamina sintética, que geralmente é estável e totalmente solúvel em água (568 g/L). Esta glutamina sintética contém dipeptídeos. A glutamina peptídeo é eliminada rapidamente da circulação sem se acumular nos tecidos, com perdas sem conseqüências na urina (Harrison AG, 2003, Klassen, 2000, Furst, 2001).

Glutamina e desempenho físico

Glutamina e imunossupressão induzida pelo exercício

A maior parte dos trabalhos atualmente publicados sobre a suplementação de glutamina e exercício físico aborda principalmente a relação da glutamina com o sistema imune, principalmente em esportes de resistência. O exercício prolongado está associado à diminuição da concentração plasmática de glutamina e tem sido sugerido que isto pode ser em parte responsável pela imunossupressão observada na síndrome do excesso de treinamento (Castell et al, 1998). Castell e Newsholme (1998) investigaram o efeito da suplementação de glutamina em ultramaratonistas e maratonistas que participavam de corridas, em corredores de meia distância que participavam de corridas de 10 km e em remadores que realizaram treinamento circuitado.

Os pesquisadores observaram que, após uma corrida de maratona, havia diminuição na concentração de glutamina plasmática na ordem de 20%, enquanto nos corredores de meia distância a diminuição foi de 12 a 15%. A incidência de infecções, relatada pelos atletas durante os sete dias de exercício, foi sensivelmente menor naqueles que receberam glutamina do que nos tratados com placebo.

Glutamina e carboidrato

Mitchell et al (1998) realizaram um protocolo com o intuito de observar o efeito do status de carboidrato (CHO) na resposta imune depois de um exercício de longa duração. Os dados indicaram que a reposição de carboidratos no exercício alterou o número de leucócitos circulantes, mas não afetou a diminuição na proliferação linfocitária que ocorreu após o exercício (Mitchell et al, 1998). Esses dados sugerem que a disponibilidade de carboidrato preserva a função celular imune ao manter a concentração plasmática de glutamina.

Blanchard et al (2001), em outro protocolo, examinaram a relação entre a glutamina e o glicogênio muscular e concluíram que a disponibilidade de glutamina foi influenciada pela ingestão de carboidrato, mas que a glutamina plasmática não possui relação com o glicogênio muscular.

Bacurau et al (2002) avaliaram o efeito da suplementação de carboidrato sobre alguns aspectos da função imune em ciclistas durante corrida em ambiente fechado e concluíram que a suplementação com carboidrato afetou positivamente a resposta imune dos ciclistas, evitando ou minimizando as mudanças na concentração de glutamina plasmática.

Segundo Jose e Street (1999), o fornecimento de glutamina depois de eventos estressantes mantém a concentração muscular de glutamina. Isso seria importante para manter o estado de hidratação da célula e o aumento no volume celular, o que, de acordo com Haussinger (1994), poderia influenciar processos metabólicos dentro da célula, favorecendo o anabolismo  e a síntese protéica, influenciando positivamente a recuperação.

Glutamina e equilíbrio ácido-básico

Como se sabe, a glutaminase renal tem sua atividade catalítica potencializada pela acidose, com consumo de glutamina e produção de glutamato e íon amônio. A secreção de amônia pela célula renal representa uma maneira de o organismo se livrar dos íons hidrogênio em excesso e, assim, reverter à acidose. Além disto, o esqueleto de carbono da glutamina pode ser oxidado a CO2, reagindo prontamente com a água, por ação da anidrase carbônica. O ácido carbônico gerado se dissocia em íons bicarbonato, lançados no organismo para reverter à acidose, e íons H+ excretados na urina (Curi, 2000). Haub et al (1998) empregaram Lglutamina para observar se ocorria influência no equilíbrio acidobásico e conseqüente melhora do exercício de alta intensidade. Não se observou qualquer dos efeitos esperados, ou seja, aumento do potencial tampão e aumento do desempenho de alta intensidade em homens treinados.

Walsh et al (1998) realizaram um protocolo que teve como objetivo investigar os efeitos do exercício de alta intensidade e intermitente sobre as concentrações plasmáticas de glutamina e ácidos orgânicos (lactato, ácidos graxos livres e β-hidroxibutirato), assim como o número de leucócitos. Os resultados mostraram que a concentração de glutamina não se alterou durante o exercício, mas foi 16% menor nas cinco horas pós-exercício. Os autores acreditam que a queda na  concentração de glutamina plasmática possa ser uma conseqüência da captação renal de glutamina, pois, na acidose, os rins captam glutamina para tamponar a acidose pós-exercício e a concentração plasmática de glutamina é mantida por meio da liberação deste aminoácido de outros reservatórios, provavelmente do músculo esquelético e do fígado, respectivamente.

A acidose metabólica crônica estimula a absorção intestinal de glutamina via um mecanismo que envolve aumento das unidades funcionais transportadoras de glutamina na membrana intestinal (Pan M et al, 2004). Entretanto, devido ao pequeno número de trabalhos publicados sobre a suplementação de glutamina na acidose induzida pelo exercício, não se pode ainda concluir sua eficácia ou não.

Glutamina e proteínas de choque térmico

O exercício físico pode também estimular a síntese das proteínas de choque térmico (heat shock proteins - HSP). As HSP são uma classe de proteínas altamente conservadas e podem ser agrupadas em famílias: HSP-27, HSP-47, HSP-60, HSP-70, HSP-90 e HSP-110, de acordo com suas seqüências de aminoácidos e com suas massas moleculares (em kD) (Jaatela ET al, 1992, Morimoto et al, 1994).

Em cada família há diferentes proteínas, por exemplo, HSP-72 e HSP-73 no grupo HSP-70 e assim por diante, sendo que as massas moleculares são similares, mas os padrões de indução e expressão são distintos.

Diversos tipos de estresse metabólico, como exposição ao calor e a metais pesados, entre outros, são capazes de induzir a síntese destas proteínas. O principal mecanismo de ação das HSP, mediante ao qual conferem proteção, seria o de atuarem como “chaperonas” moleculares (Feige, 1994). Chaperonas são substâncias que, sem fazer parte da estrutura final de proteínas, evitam interações incorretas entre estas e auxiliam na montagem final das mesmas, bem como em sua síntese, dobramento e degradação (Ellis, 1987). O dobramento de proteínas é um processo muito importante, pois converte cadeias lineares de polipeptídeos em estruturas tridimensionais, as quais possibilitam que as proteínas exerçam todas as suas atividades vitais (Ellis et al, 1996).

A exposição anterior ao estresse subletal aumenta transitoriamente a capacidade de uma célula de suportar uma agressão subseqüente. Este fenômeno desempenha
papel importante entre a resposta ao choque térmico e a proteção contra a inflamação, a hipóxia, o estresse oxidativo, a isquemia, os metais pesados e análogos de aminoácidos,
que por sua vez induzem a expressão dos genes HSP (Benjamin et al, 1998).

Muitos pesquisadores têm observado que a glutamina pode aumentar a expressão das HSP in vitro e melhorar a sobrevivência celular contra uma grande variedade de estímulos de estresse. A expressão das HSP tornou-se um grande interesse clínico, uma vez que as HSP foram detectadas em várias situações clínicas como na isquemia-reperfusão e no choque. Além disso, um aumento na expressão das HSP representa um mecanismo citoprotetor de acordo com modelos experimentais, tais como a sepsis, a doença pulmonar, a rejeição a transplantes e a isquemiareperfusão cardíaca.

A expressão das HSP também atenua a concentração plasmática das citocinas pró-inflamatórias, como a interleucina-1β e fator de necrose tumor α (TNF-α) em modelos in vitro e in vivo (Chu et al, 1997, Schmidt et al, 1988). Esta atenuação parece estar relacionada com uma melhora na sobrevivência celular contra o insulto séptico (Chu et al, 1997). Wischmeyer PE (2002) realizou estudo que teve por objetivo elucidar o papel da glutamina na expressão das HSP, investigando o mecanismo pelo qual a glutamina proporcionaria proteção às células intestinais contra o aquecimento letal e lesão oxidativa.

Concluiu que a glutamina pode proferir proteção significativa às células intestinais contra o estresse oxidativo e lesões letais induzidas pelo hiperaquecimento e que este é um mecanismo importante no aumento da expressão das HSP72 nas células intestinais de linhagem 6 (IEC-6 cells) e ainda que a glutamina possui um papel protetor máximo em uma concentração próxima de 8 mM/L. Baseando-se nos resultados anteriores, Wischmeyer et al (2001) investigaram também se uma única dose de glutamina intravenosa poderia causar aumento rápido e significativo da expressão da HSP25 e HSP72 em múltiplos órgãos de rato Sprague-Dawley não estressados e sugeriram então que a glutamina pode proteger contra a mortalidade e atenuar as lesões decorrentes de choque endotoxêmiconos órgãos via aumento da expressão das HSP e que a glutamina confere proteção quando administrada no início da sepsis, ao contrário de quando é administrada como pré-tratamento.

Estes estudos também mostraram que a glutamina não desencadeou qualquer sinal clínico de intoxicação e não ocorreu aumento significativo de glutamina, amônio e glutamato. Dando seguimento aos  estudos com animais, Wischmeyer et al mostraram que a glutamina pode atenuar diretamente a liberação de citocinas inflamatórias nas células mononucleares no sangue periférico e que essa atenuação ocorre concomitantemente ao aumento expressivo da HSP72.  Isto indica que a glutamina pode agir diretamente nas células imunes para atenuar a liberação de citocinas inflamatórias e esse efeito pode ser mediado pelo aumento da expressão das HSP (Wischmeyer, 2002). Tal resultado é extremamente expressivo considerando a susceptibilidade de imunossupressão em atletas de resistência. De qualquer forma, estudos em atletas são necessários para concluir sua eficácia.

Glutamina e desempenho físico

Favano et al (2008) realizaram um trabalho com futebolistas em que investigaram o efeito da suplementação de carboidrato associada a glutamina peptídeo em jogadores de futebol e os resultados mostraram que a suplementação promoveu  uma melhora no tempo e na distância percorrida pelos jogadores, além de reduzir a fadiga e a percepção de esforço.

Mais trabalhos são necessários com suplementação de glutamina em humanos, especialmente a peptídeo, para entender sua relação como o exercício, sua capacidade de melhorar ou não o desempenho físico, a resposta imune, a proteção celular via HSP e diminuição do estresse oxidativo, o controle da acidose, assim por diante. Entretanto, enquanto a glutamina peptídeo continuar proibida no Brasil, a pesquisa nacional não conseguirá atingir seus objetivos no esclarecimento de seus efeitos em relação ao desempenho físico. Só resta esperar que os outros países cumpram este papel.

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Publicado na revista Nutrição Profissional 25 (Maio/Junho 2009)