Interaction between Glutamine Availability and Metabolism of Glycogen, Tricarboxylic Acid Cycle Intermediates and Glutathione

Abstract

After exhaustive exercise, intravenous or oral glutamine promoted skeletal muscle glycogen storage. However, when glutamine was ingested with glucose polymer, whole-body carbohydrate storage was elevated, the most likely site being liver and not muscle, possibly due to increased glucosamine formation. The rate of tricarboxylic acid (TCA) cycle flux and hence oxidative metabolism may be limited by the availability of TCA intermediates. There is some evidence that intramuscular glutamate normally provides alpha-ketoglutarate to the mitochondrion. We hypothesized that glutamine might be a more efficient anaplerotic precursor than endogenous glutamate alone. Indeed, a greater expansion of the sum of muscle citrate, malate, fumarate and succinate concentrations was observed at the start of exercise (70% VO2(max)) after oral glutamine than when placebo or ornithine alpha-ketoglutarate was given. However, neither endurance time nor the extent of phosphocreatine depletion or lactate accumulation during the exercise was altered, suggesting either that TCA intermediates were not limiting for energy production or that the severity of exercise was insufficient for the limitation to be operational. We have also shown that in the perfused working rat heart, there is a substantial fall in intramuscular glutamine and alpha-ketoglutarate, especially after ischemia. Glutamine (but not glutamate, alpha-ketoglutarate or aspartate) was able to rescue the performance of the postischemic heart. This ability appears to be connected to the ability to sustain intracardiac ATP, phosphocreatine and glutathione.

Mammalian Target of Rapamycin and Protein Kinase A Signaling Mediate the Cardiac Transcriptional Response to Glutamine

“…Available information suggests that glutamine serves as a significant source of energy for the heart (27)(28)(29)(30). Glutamine perfusion of the ischemic heart provides significant protection from damage resulting from loss of energy charge (31)(32)(33). We show here that the addition of glutamine as a major nutrient for cultured cardiomyocytes produces an increase in myocyte size and in the organization of actin into myofibrillar arrays.…”

Glutamina: aspectos bioquímicos, metabólicos, moleculares e suplementação

“…A hidrólise da glutamina representa o primeiro passo na sua utilização a partir da síntese do glutamato. Outras reações podem ocorrer principalmente na via que permite o consumo de glutamina no ciclo do ácido tricarboxílico (14) . A glutaminase está envolvida em diversos processos metabólicos e pode ser encontrada em bactérias, plantas e animais.…”

“…Essa diferença está relacionada com a maior atividade da glutamina sintetase e a maior disponibilidade de ATP para a síntese de glutamina em fibras oxidativas (12) . Dependendo do músculo estudado, quando a síntese de novo da glutamina é inibida, os estoques intramusculares podem ser depletados em aproximadamente sete horas (14) .…”

“…O glutamato é responsável por 40% da síntese de glutamina (4) . O catabolismo proteico leva à produção de glutamina de forma direta e também à síntese de aminoácidos de cadeia ramificada (ACR), glutamato, aspartato e asparagina (14,19) . Os esqueletos de carbono desses aminoácidos são utilizados para a síntese de novo de glutamina (20) .…”

Efeito da suplementação com L-glutamina e L-alanil-L-glutamina sobre parâmetros de lesão muscular e de inflamação em ratos treinados e submetidos a exercício intenso de natação

“…Atribui-se este fato à maior atividade da GS e à maior disponibilidade de ATP para a síntese de glutamina. Dependendo do músculo estudado, quando a síntese de novo da glutamina é inibida, os estoques intramusculares podem ser depletados em aproximadamente 7 horas (RENNIE et al, 2001 A síntese da glutamina no músculo esquelético, durante o estado pós-absortivo ocorre por meio da captação de glutamato, a partir da circulação sangüínea. O glutamato é responsável por 40% da síntese de glutamina (NEWSHOLME et.…”