Med intenzivno vadbo ali med boleznijo telo hitro porabi aminokisline, ki jih običajno shranjuje za nujne primere. Ena najpomembnejših je glutamin, ki se večinoma nahaja v skeletnih mišicah in se sprosti, ko ga telo potrebuje. V stresnih razmerah so od njega odvisne tudi imunske celice in črevesje.

V tem učnem priročniku izveš, kaj je glutamin, kako potuje med mišicami, jetri in črevesjem ter zakaj se ob kataboličnih stanjih njegove potrebe močno povečajo. Razložene so tudi presnova glutamina, prehranski viri, varnost uporabe in encimi, ki uravnavajo njegovo raven v različnih organih.

Glutamin: kratek pregled

Potrebuješ le osnovne informacije? Tukaj je preprosta razlaga, kaj je glutamin in kako deluje:

🟠 Glutamin je nevtralna in polarna aminokislina z amidno skupino. V celicah nastane iz glutamata in amonijaka s pomočjo ATP.

🟠 Ima pomembno vlogo v energetskem metabolizmu, saj telesu zagotavlja ogljik in dušik za tvorbo ATP, sintezo nukleotidov in potek Krebsovega cikla.

🟠 Ko si pod stresom ali ob okužbi, imunske celice, kot so limfociti in makrofagi, porabljajo glutamin za rast, razmnoževanje in normalno delovanje.

🟠 Črevesje porabi veliko glutamina kot vir energije. Pomemben je tudi za ohranjanje celovitosti črevesne sluznice in njene zaščitne funkcije.

🟠 Skeletne mišice so glavni rezervoar glutamina v telesu. Z encimom glutamin-sintetazo ga proizvajajo in sproščajo predvsem med postom, telesnim naporom ali boleznijo.

🟠 Jetra pretvarjajo glutamin v sečnino in glutamat. Na ta način pomagajo pri uravnavanju pH-vrednosti krvi in odstranjevanju dušikovih spojin.

🟠 Glutamin lahko zaužiješ z beljakovinsko bogato hrano, kot so meso, mlečni izdelki, špinača in fermentirani proizvodi. V prehranskih dopolnilih se pojavlja kot L-glutamin.

🟠 Glutamin je v običajnih količinah varen. Osebe z napredovalo jetrno boleznijo pa ga naj jemljejo le pod zdravniškim nadzorom.

Kaj je glutamin?

Glutamin je ena izmed aminokislin, ki jih telo uporablja za gradnjo beljakovin. Njegova molekula vsebuje pet ogljikovih atomov, značilna pa je stranska veriga z amidno skupino. Ta struktura ga naredi polaren, vendar nima električnega naboja. S tem se razlikuje od glutaminske kisline, ki ima namesto amida karboksilno skupino. Čeprav imata podobno osnovo, se zaradi te razlike njune lastnosti bistveno razlikujejo.

Glutamin v telesu nastane, ko se glutamat veže z amonijakom, pri čemer sodeluje encimglutamin-sintetaza. Za to reakcijo je potrebna energija iz ATP. Glavni vir tvorbe glutamina so skeletne mišice, ki ga nato sproščajo v kri, od tam pa potuje do drugih tkiv. Čeprav ga telo lahko samo proizvaja, lahko ob večjih obremenitvah potrebuješ dodaten vnos s hrano.

Lastnosti glutamina

• Je nevtralna aminokislina
• Ima polaren značaj
• Udeležen pri sintezi beljakovin
• Nastaja iz glutamata in amonijaka/li>
• V visokih koncentracijah prisoten v mišicah in krvi

Kemijski in fizikalni podatki

Glutamin podpira metabolizem in nastanek energije

Celice glutamin uporabljajo za tvorbo energije in sintezo drugih molekul. V celici se najprej pretvori v glutamat, nato v α-ketoglutarat, ki vstopi v Krebsov cikel. Tam prispeva k nastanku ATP, s katerim celice pokrivajo svojo energijsko potrebo.

Glutamin prav tako zagotavlja ogljikove in dušikove atome, ki so potrebni za sintezo DNK, RNK in aminosladkorjev. Zaradi tega je pomemben med rastjo, popravljanjem tkiv in pri visoki presnovni aktivnosti. Celice v črevesju, ledvicah in možganih se pri pomanjkanju glukoze pogosto zanašajo prav nanj.

Metabolični procesi, kjer sodeluje glutamin

• Tvorba ATP v Krebsovem ciklu
• Sinteza nukleotidov (purinov in pirimidinov)
• Gradnja glutationa za uravnavanje redoks stanja
• Nastanek NADPH
• Sinteza aminosladkorjev

Glutamin oskrbuje imunski sistem med fizičnim in presnovnim stresom

Ob okužbah, poškodbah ali napornih treningih imunske celice potrebujejo več glutamina. Limfociti ga uporabljajo za razmnoževanje in signalizacijo, makrofagi ter nevtrofilci pa za fagocitozo in odstranjevanje poškodovanih celic. Glutamin jim služi kot vir energije in za sintezo beljakovin.

Ob bolezni ali okrevanju mišice sproščajo zaloge glutamina v krvni obtok. Če njegova raven v krvi močno pade, se delovanje imunskega sistema upočasni. Zato bolnišnice pogosto dodajajo glutamin v prehrano pacientov po operacijah ali hudih poškodbah.

Čeprav glukoza ostaja pomemben vir energije, imunske celice med presnovnim stresom pogosto porabljajo več glutamina kot glukoze. Zaradi tega je glutamin ena izmed najbolj uporabljenih aminokislin pri aktivnem imunskem odzivu.

Kdaj imunski sistem najbolj potrebuje glutamin

• Pri okužbah in sepse
• Po kirurških posegih ali telesnih poškodbah
• Po intenzivni telesni vadbi
• Ob podhranjenosti ali daljšem okrevanju

Črevesje glutamin porabi takoj – za energijo in zaščito

Črevesne celice si kot glavni vir energije izberejo glutamin, ne glukoze. Enterociti ga vsrkajo in s pomočjo encima glutaminaza (GLS) razgradijo v glutamat in amonijak. Glutamat se nato pretvori v α-ketoglutarat, ki vstopi v Krebsov cikel in omogoča nastajanje ATP.

Ta energija je nujna za obnovo in delovanje črevesne sluznice. Ob bolezni ali stradanju se aktivnost GLS še poveča. Črevesje takrat porablja še več glutamina, saj ga ne shranjuje, ampak ga sproti črpa iz krvnega obtoka. Če ga v prehrani ni dovolj, začne raven v krvi padati.

Pomanjkanje glutamina oslabi črevesno pregrado in poveča možnost, da bakterije preidejo v krvni obtok. To tveganje je še večje v stanju stresa ali podhranjenosti. Poleg tega celice črevesja glutamin porabijo za sintezo drugih aminokislin in za obnovo beljakovin, ki krepijo črevesno pregrado.

Skeletne mišice so glavni vir glutamina

Največ glutamina v telesu nastane in se shrani v skeletnih mišicah. Mišične celice ga tvorijo iz glutamata, amonijaka in ATP, s pomočjo encima glutamin-sintetaza.

Glutamat + NH₄⁺ + ATP → Glutamin + ADP + Pi

S tem reakcijskim mehanizmom mišice vežejo dušik v stabilno obliko in omogočajo njegovo varno transportiranje do drugih organov. Inzulin in rastni hormon povečata sintezo glutamina, medtem ko glukokortikoidi spodbujajo njegovo sproščanje v kri. Počasna mišična vlakna imajo več encima glutamin-sintetaza, zato proizvedejo več glutamina kot hitra vlakna.

Kako mišice tvorijo glutamin med postenjem

Ko nekaj časa ne ješ, začne telo razgrajevati mišične beljakovine. Del teh aminokislin se spremeni v glutamat, ki se nato skupaj z amonijakom pretvori v glutamin. Ta glutamin potuje po krvi do celic v črevesju, jetrih in imunskem sistemu.

Kaj se dogaja med boleznijo in vnetjem

Pri okužbah in poškodbah se poraba glutamina močno poveča. Mišice odgovorijo s hitrejšo sintezo, vendar se pri dolgotrajnem stresu zaloge izčrpajo. Raven glutamina pade, kar vodi v izgubo mišične mase. Vnetja povečajo raven glukokortikoidov, ti pa mišicam sporočijo, naj sprostijo še več glutamina. Tako telo zaščiti vitalne organe, a mišična moč pri tem trpi.

Jetra iz glutamina odstranjujejo dušik in uravnavajo pH krvi

Ko je telo pod stresom, jetra uporabijo glutamin za odstranjevanje dušikovih odpadkov in za nadzor pH-vrednosti krvi. V jetrnih celicah se glutamin razgradi v glutamat in amoniak. Amoniak vstopi v cikel sečnine, kjer nastane sečnina, ki se nato izloči z urinom. Tako se prepreči nalaganje amoniaka in ohranja stabilna kislinsko-bazična raven v krvi.

Razgradnja glutamina ne poteka enakomerno po vseh delih jeter. Periportalni hepatociti skrbijo za tvorbo sečnine iz glutamina, medtem ko perivenski hepatociti iz presežnega amoniaka tvorijo nov glutamin. Ta razporeditev omogoča učinkovito odstranjevanje presežnega dušika in ščiti jetrno tkivo pred škodo.

Vloga različnih jetrnih celic pri presnovi glutamina

Periportalne celice porabljajo glutamin za tvorbo sečnine in s tem izločanje dušika. Perivenske celice pa imajo drugo nalogo – presežek amoniaka porabijo za sintezo novega glutamina. S tem ohranjajo dušik v ravnovesju po celotnem organu.

Kako glutamin vpliva na otekanje jeter, brazgotinjenje in presnovo

Ko jetrne celice vsrkajo večje količine glutamina, se lahko povečajo in spodbudijo sintezo glikogena ter maščob. Hkrati se zmanjša razgradnja beljakovin. Pri fibrozi glutamin v določenih celicah prispeva k tvorbi kolagena, kar lahko pospeši brazgotinjenje v poškodovanih jetrih.

Glutamin v hrani – kaj izbrati?

Čeprav ga telo proizvaja samo, lahko glutamin v prehrani pride prav, zlasti v obdobjih bolezni, večjih poškodb ali psihofizičnega napora. Največ ga najdeš v živilih, bogatih z beljakovinami. Po zaužitju se porabljeni glutamin uporabi za obnavljanje mišic in podporo presnovnim procesom.

Živila, ki vsebujejo veliko glutamina:

• Govedina, piščanec, ribe
• Mleko, sir, jajca
• Špinača, zelje, rdeča pesa
• Fižol, leča, peteršilj
• Miso, kislo zelje, fermentirani izdelki

Z ustreznim vnosom glutamina skozi hrano pomagaš telesu, da vzdržuje ravnovesje, ko lastna proizvodnja ni dovolj.

Glutamin v možganih skrbi za ravnovesje živčnih prenašalcev

Možganske celice glutamin potrebujejo za ohranjanje stabilne količine živčnih prenašalcev. Ko nevron sprosti glutamat za prenos signala, ga prevzamejo astrociti, kjer se s pomočjo encima glutamin-sintetaza pretvori v glutamin. Ta se nato vrne do nevrona in se znova pretvori v glutamat. Tak cikel omogoča neprekinjeno delovanje možganskih povezav.

Glutamin ima še eno pomembno vlogo – v možganih veže presežek amoniaka, ki je za živčne celice strupen. Z njegovo vezavo v glutamin se zmanjša toksičnost. Pri jetrnih boleznih ali presnovnih motnjah lahko nastane presežek glutamina v možganih, kar vodi do oteklin in motenj zavesti, tudi če so ravni v krvi nizke.

Cikel glutamat–glutamin je posebej aktiven v možganski skorji, ki nadzoruje spomin in zavest. Če ta proces odpove, živčne celice izgubijo sposobnost za normalno signalizacijo. Že manjša odstopanja v presnovi glutamina lahko vplivajo na razpoloženje, jasnost misli in koordinacijo.

Dodajanje glutamina med okrevanjem in v klinični prehrani

Med boleznijo ali po poškodbi telo porablja več glutamina in razgrajuje več beljakovin. Če prehranski vnos ne zadošča, zdravniki glutamin vključijo v terapevtsko prehrano. Najpogosteje v obliki L-glutamin prahu ali kot sestavni del prehranskih mešanic za okrevanje.

Uporaba glutamina po operacijah, poškodbah in okužbah

Po kirurških posegih, opeklinah ali sepse mišice izgubijo precej glutamina. V bolnišnicah takrat posežejo po prehranskih pripravkih z dodatkom glutamina, ki pomagajo obnoviti črevesne celice in spodbuditi delitev imunskih celic. To je običajno pri intenzivni oskrbi, kjer je prebavila dodatno obremenjena.

Dodajanje glutamina pri športni regeneraciji

Po dolgotrajni ali zelo intenzivni vadbi raven glutamina v telesu pade. Nekateri športniki v tem času posežejo po dodatkih, da bi podprli imunski sistem in hitrejšo regeneracijo. Redno jemanje lahko zmanjša tudi verjetnost okužb v obdobjih povečanih telesnih obremenitev.

Varnost glutamina in morebitni stranski učinki

Glutamin je varen, če ga jemlješ v odmerkih do 14 gramov na dan. Zdravi ljudje ga praviloma dobro prenašajo. Občasno se pojavijo blažji stranski učinki, kot sta napihnjenost ali nelagodje v trebuhu. Osebe z boleznimi jeter, odpovedjo ledvic ali določenimi oblikami raka naj glutamin jemljejo samo po posvetu z zdravnikom.

Presnova glutamina je zahtevna – pomagajo vam lahko inštrukcije kemije

Če vam ni jasno, kako glutamin potuje med tkivi ali zakaj ga imunske celice porabljajo tako intenzivno, niste edini. Tema povezuje biokemijo, fiziologijo in molekularno presnovo – področja, ki pogosto zmedejo tudi boljše dijake. Zasebni inštruktor za biokemijo vam lahko korak za korakom razloži, kako nastane glutamin, kako deluje encim glutaminaza in kakšna je njegova vloga pri ravnovesju energije in dušika. Če se pripravljate na maturo ali pišete nalogo, so inštrukcije kemije idealna priložnost, da snov resnično razumete – tudi tam, kjer učbenik ostane preveč splošen.

Na spletu poiščite "biokemija inštruktor Ljubljana" ali "inštrukcije kemija Maribor" in hitro boste našli pomoč v svoji bližini. Dober spletni inštruktor vam zna razložiti tudi bolj zahtevne povezave – zakaj mišice hranijo glutamin ali kako je ta vključen v cikel sečnine. Ne glede na to, ali se učite v šoli ali sami doma, z inštruktorjem boste lažje postavili prava vprašanja in dobili konkretne odgovore.

Če želite hitreje razumeti presnovo glutamina, si rezervirajte zasebne inštrukcije kemije ali biokemije prek meet'n'learn in dobili boste razlago, ki si jo boste res zapomnili.

Potrebujete več razlage? Obiščite naše spletne učbenike iz biologije, kjer najdete poglobljena gradiva za učenje. Če pa snov še vedno ni jasna, vam bo inštruktor pomagal razložiti tudi najtežje poglavje – jasno in potrpežljivo.

Glutamin: pogosto zastavljena vprašanja

1. Kako je zgrajen glutamin?

Glutamin ima ogrodje iz petih ogljikov, z amino skupino na α-ogljiku in amidno skupino na stranski verigi.

2. Ali je glutamin enak glutaminski kislini?

Ne. Glutamin ima na stranski verigi amidno skupino, medtem ko ima glutaminska kislina karboksilno skupino.

3. Kako telo proizvaja glutamin?

Glutamin nastane iz glutamata in amoniaka z encimom glutamin-sintetaza.

4. Kje se v telesu shranjuje največ glutamina?

Največ glutamina je v skeletnih mišicah, kjer nastaja in se shranjuje.

5. Ali glutamin lahko prehaja krvno-možgansko pregrado?

Da, glutamin zlahka prehaja to pregrado in vstopi v možgane.

6. Kakšna je normalna raven glutamina v krvni plazmi?

Pri zdravih ljudeh se koncentracija giblje med 500 in 800 µmol/L.

7. Kdaj v telesu pade raven glutamina?

Ob poškodbah, hudih okužbah, sepse ali dolgotrajnem naporu.

8. Ali je glutamin varen za redno uživanje?

Da, pri dnevnih odmerkih do 14 gramov je varen za zdrave posameznike.

Viri:

1. NCBI
2. Britannica
3. Wikipedia