Глутамин (GLN) — это протеиногенная аминокислота, известная как важное энергетическое топливо для быстрорастущих клеток (особенно иммунных клеток, энтероцитов и опухолевых клеток), как предшественник синтеза глюкозы, аммиака и нуклеиновых кислот, и она играет сигнальную роль во многих процессах, включая экспрессию генов.
Большая часть GLN синтезируется в мышцах, в меньших количествах она высвобождается в кровь из мозга, легких и жировой ткани.
У здорового человека существует баланс между синтезом и использованием GLN. При тяжелой болезни использование GLN часто превышает его синтез.
Концентрация GLN в плазме и тканях снижается после операции, после множественной травмы, при изнуряющих физических нагрузках, обширных ожогах и во время сепсиса и способствует отрицательному балансу белка, иммуносупрессии и повышению заболеваемости и смертности от основного заболевания. Поэтому GLN считается «условно незаменимой» аминокислотой с предполагаемым благоприятным воздействием на иммунную систему, кишечник и баланс белка. Дозы добавки GLN варьируются от 2 г/день до 40 г/день (высокодозовая добавка GLN). Из-за нестабильности GLN и его ограниченной растворимости его дипептиды (глицил-GLN или аланил-GLN) иногда используются вместо GLN.
Добавление GLN не имеет признаков токсичности или мутагенной активности. Однако повышенное потребление GLN, особенно парентеральным путем, существенно увеличивает скорость клубочковой фильтрации, почечный поток плазмы, выработку аммиака и содержание белка в почках. У пожилых добровольцев, получавших 0,5 г GLN/кг/день, были обнаружены более высокие концентрации азота мочевины сыворотки и креатинина, а также снижение скорости клубочковой фильтрации, чем у лиц среднего возраста. Было показано, что хроническое потребление диеты, обогащенной GLN, оказывает отрицательное влияние на баланс белка в мышцах и изменяет концентрацию аминокислот в плазме и тканях у здоровых крыс.
Клетки опухолевой ткани используют GLN гораздо быстрее, чем нормальные клетки, и быстро погибают в среде, не содержащей GLN, и многие опухоли демонстрируют специальные транспортеры, ответственные за быстрый транспорт GLN через их мембраны. Исследования, посвященные клеткам гепатомы, показали, что транспортеры GLN, называемые ASCT2, не экспрессируются в нормальных клетках печени. Было обнаружено, что GLN действует как клеточный сигнал для поддержания экспрессии ASCT2, и что повышенная активность глутаминазы опосредует сигнальные события, связанные с онкогенезом. Следовательно, существует очевидный риск того, что повышенная доступность GLN будет способствовать росту опухоли. С другой стороны, несколько исследований продемонстрировали, что добавление GLN улучшает белковый баланс у животных с опухолями, функцию естественных клеток-киллеров и не оказывает влияния на вес опухоли или синтез белка и ДНК.
Поскольку большая часть вводимого GLN используется для образования аммиака, повышенное потребление GLN может оказывать неблагоприятное воздействие на субъектов с гипераммониемией, таких как субъекты с заболеваниями печени или нарушениями цикла мочевины. Существуют веские доказательства того, что накопление GLN в митохондриях астроцитов способствует отеку мозга при острой печеночной недостаточности. Ухудшение электроэнцефалограммы и неврологический дефицит во время пероральной нагрузки GLN у пациентов с циррозом указывают на то, что потребление GLN у пациентов с заболеваниями печени следует ограничить.
Нецелесообразно назначать высокие дозы GLN при состояниях, не связанных с дефицитом GLN, особенно пожилым людям и лицам с печеночной и почечной недостаточностью. Необходимы исследования, чтобы выяснить, безопасно ли употреблять добавки GLN пациентами с раком.