S�NTESIS PROTEICA YG LUTAMINA by wjkcA4yb

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									                                             SÍNTESIS PROTEICA Y GLUTAMINA

                                                       Autoras:

    Lic. M. Fernanda Insua (mfinsua@criba.edu.ar)                   Lic. Karina Fuks (fuks@fibertel.com.ar)
                           Bióloga celular                                Nutricionista especialista en fitness y deportes

Los estudios y la bibliografía existente acerca de la glutamina es múltiple y variada, y el objetivo de este
informe es la revisión de varios conceptos para entender como actúa este aminoácido sobre rendimiento
deportivo.

Características de la glutamina

La glutamina es un aminoácido que puede sintetizarse en el organismo a partir de otros aminoácidos tales
como la valina, la isoleucina o el ácido glutámico.
Se la considera un "aminoácido esencial condicionado" o semi-esencial, ya que si bien no está dentro del
grupo de los esenciales, en algunas condiciones tales como estrés, traumatismo, infección, entrenamiento
intenso, etc.. Cuando su consumo excede se síntesis, se convierte en esencial, y en éstas ocasiones,
ciertas partes del organismo demandan tanta cantidad de glutamina, que el organismo no es capaz de
sintetizar lo suficiente. En los mamíferos en general, los niveles fisiológicos de glutamina ronda los 650
micromol/l.
La mayor parte de las fuentes proteínas contienen cantidades apreciables de glutamina, pero, debido a la
rápida velocidad con que el organismo procesa este aminoácido, incluso los atletas que siguen una dieta
hiperproteica,     suelen    necesitar    de      una    cantidad     adicional    (ANTONIO,      1999).
Los alimentos con un mayor contenido en glutamina son los productos lácteos, la carne, los maníes, las
almendras,           la         soja,          el         pavo           y          las         alubias.
La glutamina es el aminoácido libre más abundante en el tejido muscular (60% de los depósitos de
aminoácidos libres).
Inconvenientes a tener en cuenta:

La glutamina se produce a expensas de otras proteínas críticas implicadas en la contracción muscular.
Puede agotarse en el músculo aunque las hormonas de estrés aumenten su producción en el músculo, pues
la utilización de glutamina por parte del cuerpo supera a la capacidad muscular de sintetizar dicho
aminoácido.
El organismo tiene prioridades: antes de construir músculo, verá si su sistema inmune o digestivo están en
óptimas condiciones. Los aminoácidos que se encuentran en el organismo no van a utilizarse para la
síntesis muscular sino que tienen otras prioridades tales como sintetizar glutamina por ser un
nutriente muy valioso para las células del sistema inmunológico y las células epiteliales del tracto
intestinal.
Funciones de la L-glutamina:
Newsholme (2003) y colegas han propuesto que los aminoácidos glutamina y glutamato deberían ser
considerados tan importantes como la glucosa, para la mantención y promoción de la función celular.
Junto con el glutamato, la prolina, la histidina, arginina y ornitina, comprenden el 25% de la ingesta de
aminoácidos       y       constituyen       la     "familia     del     glutamato"       de aminoácidos.
Es un sustrato de la síntesis proteica por lo que sus funciones metabólicas son múltiples:
Precursor anabólico del crecimiento muscular; interviene en el balance ácido-base en el riñón, es sustrato
para ureogénesis en el hígado; sustrato para la gluconeogénesis hepática y renal; combustible oxidativo
para el intestino (REEDS, 2001) y para las células del sistema inmune; participa en el transporte de
nitrógeno entre tejidos; es precursor de la síntesis de neurotransmisores y nutrientes cerebrales, pues
atraviesa la barrera hematoencefálica e interviene en la utilización de glucosa y puede ser convertido en el
aminoácido L-ácido glutámico; evita los efectos catabólicos del uso de glucocorticoides en casos de lesiones
(HICKSON 1995, 1997); puede convertirse en glucosa, sin que aparezcan modificaciones en los niveles de
insulina plasmática; contribuye a la recuperación del glucógeno muscular luego del entrenamiento
(VARNIER, 1995; VAN HALL, 2000); interviene en la cicatrización de heridas, promoviendo el crecimiento de
fibroblastos; ayuda a la recuperación post-traumática; actúa como agente auxiliar en el tratamiento del
control de peso; es precursor de la síntesis de ácidos nucleicos, e interviene en la síntesis del glutatión
(para una revisión, ver ROTH, 2002).

Como las funciones de la glutamina son tan diversas, sólo describiremos el rol que cumple la glutamina en
las siguientes áreas: estrés , ejercicio, y sistema inmunológico.

La glutamina y el estrés

Todas las formas de estrés (traumatismo, operación quirúrgica, hambre, quemaduras, infecciones, ejercicio
intenso, alteraciones psicológicas, ansiedad, etc.) tienen algo en común: agotan las reservas de glutamina
muscular. La reducción de este aminoácido, es proporcional a la gravedad del estrés, con reducciones de
hasta el 50%!!! Dicho estrés produce glucocorticoides como el cortisol, liberados por las glándulas adrenales
que son transportados por sangre hasta la fibras musculares. Una vez allí, actúan promoviendo la expresión
de ciertos genes y la síntesis de ciertas proteínas, una de las cuales es la enzima glutamina sintetasa, que
es la encargada de catalizar la reacción de producción de glutamina en el músculo.

Cuando el organismo está estresado, la glutamina es el aminoácido que más se agota y también el último
en ser repuesto (para una revisión, ver MATTHEUSS, 1993). En estas ocasiones, si no hay suficiente cantidad
de glutamina en el organismo, se producen situaciones de catabolismo muscular (degradación o pérdida de
masa muscular), y si el estado catabólico se prolonga, pueden aparecer deterioros en la estructura y
función orgánica, por ejemplo, en el caso del músculo, termina destruyéndose y comiéndose a sí mismo,
precisamente lo opuesto a los objetivos deportivos, ya que se está perdiendo tejido muscular.
La suplementación con éste aminoácido podría ser beneficioso para aquellos individuos que se encuentran
muy estresados, o en condiciones mínimas de energía y reservas proteicas. Allí deben incluirse las personas
ancianas, enfermos con cáncer e niños con muy bajo peso al nacer, al igual que individuos que siguen un
tratamiento con glucocorticoides, ya que la prescripción de corticoides en casos de lesiones, puede
provocar pérdida de masa muscular. En un estudio realizado sobre ratas de laboratorio, se demostró que
las que recibieron acetato de 21-hidrocortisona, redujeron su pérdida muscular al tomar a la vez el
dipéptido alanil-glutamina, frente a los animales que sólo recibieron el corticoide. A nivel molecular, la
glutamina ha demostrado mantener la síntesis de diversas proteínas musculares incluso aún estando
expuestos al exceso de glucorticoides. Desafortunadamente existe confusión acerca de cuándo la
glutamina podría ser beneficiosa, porque no ha sido descripto y definido claramente un “síndrome de
deficiencia de glutamina”, como sucede con otros nutrientes (NEU, 2002).

GLUTAMINA y ejercicio
Favorece la síntesis proteica. Previene el catabolismo muscular en situaciones de estrés oxidativo.

Al comenzar el ejercicio, los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCAI) aumentan hasta
cuatro veces, y la velocidad de flujo del TCA, y por lo tanto del metabolismo oxidativo, puede estar
limitada por la concentración de intermediarios del ciclo. La dramática disminución de glutamato
intramuscular al inicio del ejercicio, en correlación con un aumento intramuscular de alanina, sugiere que
el glutamato es un importante precursor que conduce al anabolimo (anaplerosis) (BOWTELL, 2002).
Sin embargo otro estudio ha demostrado que a pesar de que la suplementación con glutamina 1 hora antes
del ejercicio es capaz de incrementar el pool de los TCAI: citrato, malato, fumarato y succinato (aprox
85% del total del pool de intermediarios del TCA), luego de 10 min de ejercicio de moderada intensidad,
no se vio alterada la capacidad de resistencia, ni se evidenció una reducción en la utilización de
fosfocreatina (PCr), ni una disminución de la acumulación de lactato durante ese período inicial de
ejercicio, con lo cual los autores sugieren que al inicio del ejercicio, la producción de energía no se halla
limitada por el tamaño del pool de TCAI, sino por otro factor, posiblemente la disponibilidad de O2
muscular, o la liberación de grupos acetilos al ciclo TCA, que tal vez se requiera ejercicio más intenso
para mostrar dicha limitación.
A la luz de fuertes evidencias existentes, el rol fundamental de la glutamina está relacionado con la
síntesis de proteínas, importante para los atletas que entrenan sobrecarga. De hecho, ROWBOTTOM (1996)
sugirió que los niveles de glutamina pueden ser un buen indicador de sobreentrenamiento. Es decir, atletas
que se encuentran sobreentrenados generalmente tienen bajos niveles de glutamina concomitantemente
con altos niveles de cortisol (PETIBOIS,2002). De hecho, HICKSON (1995) ha demostrado que la glutamina
previene directamente la degradación de proteínas contráctiles musculares inducida por cortisol.
Se sugiere que su presencia podría ser la variable más determinante para llevar a cabo una síntesis proteica
óptima. Se ha observado además incremento del nivel de GH, contrarrestando los efectos catabólicos del
cortisol, potenciando efectos de volumización celular, los cuales pueden crear un ambiente anabólico en
las células musculares, participando en la determinación parcial de la tasa de recambio proteica en el
músculo.
Durante el ejercicio prolongado, los aminoácidos de cadena ramificada (AACR) como leucina, isoleucina,
valina, y la glutamina son más captados por el músculo que por el hígado con el objeto de contribuír al
metabolismo                                                                                       oxidativo.
La fuente de estos AA para el metabolismo oxidativo muscular en el ejercicio es el pool de AA del plasma,
que es restituído a través del catabolismo de las proteínas globales del cuerpo. Sin embargo, dado que la
oxidación de AACR y de glutamina en el músculo puede exceder la disponibilidad de los mismos, estos AA
pueden                 declinar                durante                ejercicios               prolongados.
En los esfuerzos de ejercicios, ya sean de aceleración a alta intensidad o prolongados de resistencia, los
niveles plasmáticos de AACR y glutamina se reducen, mientras se incrementan los niveles de triptófano.
Dichas alteraciones son la base de la hipótesis de la fatiga central, ya que el triptófano libre y los AACR
compiten por entrar al cerebro por la vía del mismo transportador de AA.

Estudios realizados en ratones con distrofia muscular (patología en la que los músculos resultan gravemente
dañados, atrofiados y debilitados) a los que se les administraron 0,8 g de glutamina por gramo de peso
corporal durante cuatro semanas, demostraron que este aminoácido ejerció efectos sorprendentes sobre el
soleo (músculo básicamente de fibras de contracción lenta), mejorando en un 31% la condición de los
ratones distróficos, con un 28% de fuerza superior que la de los ratones del grupo control que ingirieron
placebo (LYNCH, 1999).
A nivel molecular, se ha determinado que la glutamina previene la pérdida de una proteína muscular
específica llamada cadena pesada de miosina (HICKSON, 1995) que determina las propiedades contráctiles
de                            los                          músculos                            esqueléticos.
Se sabe además que cuando descienden los niveles de glutamina en los músculos esqueléticos también
disminuye la síntesis proteica; contrariamente, cuando aumenta el nivel de ese aminoácido, también lo
hace la cantidad de proteína sintetizada en el músculo, ya que la glutamina tendría un efecto anabólico,
inhibiendo la degradación de proteína endógena y estimulando su síntesis a nivel de todo el cuerpo. Esta
asociación glutamina muscular/síntesis proteica, también se ha extrapolado a los humanos y algunos
estudios confirman que los suplementos de glutamina, detienen la tasa de catabolismo inducido por el
ejercicio, resultando en un incremento de la síntesis proteica (anabolismo natural), lo cual se traduce en
un incremento de la masa muscular magra.
A pesar de ello, existe un estudio (OLDE, 1999) cuyos resultados muestran que la disminución de los niveles
de glutamina plasmática y muscular no poseen efectos en el recambio (turnover) de proteínas del cuerpo
en su conjunto, o sobre la cinética proteica del músculo, por lo tanto es poco probable que la
concentración de glutamina sea el principal factor regulador de la síntesis proteica muscular.

Hay varios estudios que sugieren que una suplementación oral de glutamina podría ayudar a los atletas a
prevenir algunos de los síntomas del sobreentrenamiento, sin embargo, un estudio (ANTONIO 2002)
concluyó que la ingestión a corto plazo de glutamina no mejora la performance en el levantamiento de
pesas de hombres entrenados. El objetivo fue estudiar los efectos de la ingestión de altas dosis de
glutamina sobre el desempeño de levantadores de pesas, para lo cual se llevo a cabo un ensayo doble
ciego. En el mismo, un grupo de hombres entrenados en resistencia, realizaron ejercicios de levantamiento
de pesas (prensa de piernas al 200% del peso corporal y prensa de banco al 100% del peso corporal), luego
de la ingestión de glutamina o glicina (0.3 gr/kg) mezclada con jugo de frutas, o placebo.
En síntesis, el nivel de glutamina en el músculo esquelético está relacionado con los niveles proteicos
internos de diversos tejidos. El ejercicio intenso por períodos prolongados puede causar una disminución en
los niveles sanguíneos de glutamina, asociado con el sobreentrenamiento y otros estados catabólicos.
Además hay fuertes evidencias que demuestran que el mantenimiento de niveles elevados de glutamina
intramuscular es esencial para prevenir el desgaste muscular (para una revisión, ver HOLECEK, 2002). Sin
embargo un estudio ha señalado que la suplementación intravenosa con glutamina extra, agregada a una
mezcla de otros aminoácidos, no estimula la tasa de síntesis proteica (ZACHWIEJA, 2001).

La glutamina y el sistema inmunológico

Se han realizado numerosos estudios que relacionan la glutamina con el sistema inmune (CALDER, 1999;
FIELD,2000). Se sabe que en los atletas el esfuerzo físico intenso podría tener un efecto potencialmente
inmunosupresor, causando una supresión transitoria del sistema inmune.                      Las demandas de
los músculos y otros órganos son tan altas durante la actividad física intensa, que el sistema inmune puede
sufrir carencia de glutamina que afecta temporalmente su función.

El músculo esquelético es el tejido más involucrado en la producción de glutamina, lo cual afecta a la
provisión de glutamina al sistema inmune, por lo que la actividad de los músculos esqueléticos pueden
influenciar directamente al sistema inmune. De hecho, corredores de resistencia exhiben una incidencia
más alta de infecciones del tracto respiratorio superior, y los niveles de glutamina plasmática decrecen
considerablemente luego de sesiones únicas de carrera de alta intensidad, y también luego de periodos más
extensos de carrera.

Como los niveles de glutamina sanguínea declinan luego del entrenamiento intenso, es posible que la
inmunosupresión provocada por el ejercicio, se deba, en parte, a una deficiencia de glutamina. (KEAST,
1995). Al respecto, los efectos de la suplementación oral con glutamina en corredores de maratón y
ultramaratón fue testeada en un estudio doble ciego. En los siete días siguientes a la maratón, el 51% de
los corredores que tomaron placebo, desarrollaron infección, comparado con el 19% de aquellos
suplementados con 10 gramos de glutamina inmediatamente luego de completar la maratón. En otro
estudio se determinó que la suplementación oral suprimió la disminución de la concentración plasmática de
glutamina post ejercicio, sin influenciar ningún otro parámetro del sistema inmune. Los niveles de
glutamina decrecen aproximadamente 21% 1 hora luego de correr una maratón, seguido de una disminución
en el número de linfocitos, y la provisión de glutamina oral después del ejercicio pareció tener efectos
beneficiosos en lo que respecta a infecciones posteriores (CASTELL, 1997). Sin embargo, un estudio llevado
a cabo en el año 2002, pone en duda la relación existente entre glutamina e inmunosupresión, ya que la
concentración intracelular de glutamina no estaría comprometida cuando los niveles plasmáticos se ven
disminuidos post ejercicio.

Recientes de investigaciones con ingestión de glutamina han demostrado que, a pesar de que la
concentración plasmática de glutamina permanece constante durante y luego de ejercicio extenuante, la
suplementación con glutamina no suprime la disminución post ejercicio en la inmunidad celular
(experimentos in vitro), incluyendo el bajo número de linfocitos y la proliferación deteriorada de los
mismos y otros.

Se concluye que, a pesar de que la hipótesis de la glutamina podría explicar la inmunosupresión
relacionada con otras condiciones estresantes, como trauma y quemaduras, la concentración de glutamina
plasmática no parece jugar un papel en la inmunosupresión inducida por el ejercicio (HISCOCK, 2002).

Rol de la glutamina en la recuperación del glucógeno muscular tras el entrenamiento:

La glutamina también puede contribuir a la recuperación del glucógeno muscular luego del entrenamiento,
después de que hayan disminuido o se hayan agotado los niveles de glucogéno. En un estudio llevado a cabo
en Italia, se descubrió que la ingesta de glutamina con un polímero de glucosa, promueve la acumulación
de glucógeno en hígado y músculo esquelético. Se observó que los niveles de glucosa sanguínea aumentaron
enormemente después de la ingestión de glutamina sola y del polímero de glucosa (aproximadamente un
70% más que al inicio, a los 30-45 minutos tras la ingestión), y la conclusión más importante observada en
este estudio fue que la glutamina resultó tan efectiva como la solución de polímeros de glucosa para
aumentar el glucógeno muscular después de que éste se agotó por causa del ejercicio. La ingestión de
polímeros de glucosa produjo una gran elevación de los niveles de insulina que duró 30-90 minutos,
mientras      que    la    glutamina   no    ejerció   efectos  sobre   los    niveles   de    insulina.
Este estudio sugiere que tomar una comida rica en proteína y una suplementación de glutamina es un
potente         estimulante         de      la       resíntesis    del       glucógeno       muscular.
Por otra parte se ha demostrado que la ingestión de glutamina con una solución de glucosa promueve el
almacenamiento de carbohidratos, no sólo en el músculo, sino también fuera del mismo, siendo el hígado,
el sitio más factible de depósito (BOWTELL, 1999).

Rol en la glucogénesis y glucogenogénesis (Glutamina, glucosa, CHO y grasas).

Los aminoácidos interaccionan con el metabolismo de la glucosa tanto como sustratos carbonados, y
también reciclando los carbonos de la glucosa, vía alanina y glutamina. Al respecto, es muy notable que
este último aminoácido, pueda convertirse en glucosa sin que aparezcan modificaciones en los niveles de
hormonas plasmáticas. Un estudio demostró la importancia de la glutamina como regulador de la
gluconeogénesis       (síntesis     de       glucosa)       (VARNIER,       1995;      PERRIELLO,        1997).
Utilizando pacientes humanos, los investigadores descubrieron que la infusión de glutamina resultaba en
una conversión de glutamina en glucosa, sin que se produjeran cambios ni en los niveles de insulina ni de
glucagón,     las   dos     hormonas      reguladoras     de     los    niveles    de    azúcar     sanguíneo.
Se postula que la conversión probablemente se produzca en los riñones, no en hígado, y al no producir
incrementos en los niveles de insulina, no produce tampoco efectos lipogénicos (acumulación de grasa), sin
embargo los mecanismos aún no se conocen con exactitud, lo cual requerirá futura investigación. El interés
de la L-glutamina en la obesidad se descubrió por casualidad, mientras se realizaba un estudio en ratones
sometidos a dietas ricas en grasas. Los ratones utilizados poseían una predisposición genética al sobrepeso
y a la hiperglucemia, si seguían ese tipo de dieta, por lo tanto se estudió el efecto de la L-Glu, un inhibidor
de la oxidación de ácidos grasos, sobre la hiperglucemia y la excesiva ganancia de peso. Las conclusiones
de dichos estudios fueron que la suplementación con Glu en dietas altas en grasas produjo reducciones
persistentes tanto en la concentración de glucosa plasmática como de la insulina de este tipo de ratones.
Además cuando se le añadió Glu a la dieta alta en grasas de animales severamente hiperglucémicos, por 2
meses, se vieron atenuados la ganancia de peso, la hiperglucemia y la hiperinsulinemia. (OPARA, 1996). Los
mecanismos aún no se han dilucidad, aunque podría explicarse a través de la conversión de Glu en
glutamato, el cuál se encuentra participando tanto del metabolismo de las proteínas como de los
carbohidratos.
Otro estudio (SERRA, 1994) determinó los efectos de la obesidad persistente en animales, sobre las
enzimas que participan en el metabolismo de áminoácidos en el tejido adiposo blanco y el marrón, y
encontraron una reducción considerable en las actividades de dichas enzimas, un 45% en el caso de la
glutamina-sintasa, en el tejido adiposo marrón.
Por otra, una investigación estudió los efectos de las dietas bajas en CHO sobre la respuesta de la
glutamina plasmática en entrenamientos extenuantes prolongados, y mostró que la dieta baja en CHO
estaba asociada con un incremento mayor de cortisol plasmático durante el ejercicio y una caída mayor de
la concentración de glutamina durante la recuperación. El ejercicio con dieta alta en CHO no afectó los
niveles plasmáticos de glutamina durante la recuperación del ejercicio intenso y prolongado (GLEESON,
1998).
Otro estudio utilizó dos dietas, una con 45% de CHO y otra con 75% de CHO, para estudiar su efecto sobre
los niveles de glutamina durante ejercicio de alta intensidad. Los resultados fueron que la concentración
promedio de glutamina fue significativamente más alta durante el ejercicio con la dieta de 70% de CHO,
comparada con la de 45%. El glucógeno decreció en la misma magnitud con las dos dietas, y se evidenció
una relación entre los cambios en la glutamina plasmática y los cambios en el glucógeno muscular, por lo
tanto se sugiere que la influencia de la ingesta de CHO sobre la concentración de glutamina no se
encuentra mediada a través de las concentraciones de glucógeno intramuscular (BLANCHARD, 2001).

Consideraciones finales
La forma de proteger las proteínas contráctiles del músculo es asegurándose una ingesta adecuada de
glutamina mediante una dieta rica en proteínas. Sin embargo en algunas situaciones particulares, como el
estrés y el entrenamiento intenso, sería necesaria una cantidad adicional de suplementos de glutamina.
Estos requerimientos extras deberán ser evaluados y recomendados por un profesional idóneo. La
glutamina, como suplemento dietético en el deporte, se comercializa en forma de polvo o en cápsulas para
ingesta por vía oral. Usualmente las dosis utilizadas de suplementos de glutamina son de 40-50 mg por
kilogramo de peso corporal y día, y se recomienda ingerirla con el estómago vacío (para evitar la
competencia con los otros aminoácidos de la dieta por los transportadores, lo cual puede debilitar su
efecto) más de 1 h antes del entrenamiento, y/o luego del entrenamiento para frenar el catabolismo y
contribuir al anabolismo muscular.                                                  Las investigaciones han
demostrado que se pueden consumir cantidades considerables de glutamina sin efectos secundarios ni
toxicidad. De hecho, los estudios demostraron que hasta 57 gramos diarios de glutamina intravenosa no
produjo efectos secundarios, mientras que dosis orales de hasta 21 gramos diarios tampoco presentaban
ningún efecto clínico o bioquímico secundario (evidentemente, estas son dosis utilizadas en investigación, y
se ha visto que más allá de 25g, no es posible absorberse). Algunos profesionales indican la toma de
glutamina junto a otros suplementos como la creatina, ya que ambos actuarían en forma sinérgica en
cuanto a sus efectos relacionados con el aumento de la síntesis proteica, la eliminación del amoniaco, la
recuperación ácido-básico, la formación del antioxidante celular y el mantenimiento de la función
inmunológica. Sin embargo no se aconseja tomadas en forma conjunta, es decir en el mismo horario,
aunque sí en la misma fase del entrenamiento, ya ambas compiten por los mismos receptores a nivel
celular y podría desaprovecharse una cantidad apreciable de ambas sustancias. También podría asociarse
su ingesta al aminoácido taurina. La glutamina y la taurina están considerados como aminoácidos
prohidratación, por lo que incrementan la volumización celular.

Las investigaciones con este aminoácido continúan en desarrollo, por lo que en el futuro no es de extrañar
que aparezcan nuevas funciones en las que se encuentre involucrado este nutriente.
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