Illustreremo quindi le caratteristiche chimiche peculiari della glutammina, e ci soffermeremo sulle sue proprietà specifiche, con particolare riferimento al bilancio dell’azoto, ai modi con cui assumerla e alla sua “essenzialità”, per poi terminare con alcune considerazioni sui dosaggi.
Caratteristiche chimiche degli aminoacidi
Gli aminoacidi sono composti azotati costituiti in generale da:
• un gruppo aminico (indicato con -NH2)
• un gruppo carbossilico con proprietà acide (indicato con -COOH)
• un gruppo caratteristico (indicato con -R)
tutti i gruppi sono legati allo stesso atomo di carbonio detto “carbonio alfa” (Ca) come si vede in Fig. 1.

Fig. 1 Rappresentazione schematica di un aminoacido, con evidenziati il gruppo amminico e il gruppo acido

Per la prerogativa di possedere la medesima disposizione nello spazio dei gruppi legati al Ca, gli aminoacidi di tutti gli animali e dei vegetali sono stati inclusi nell’insieme denominato “serie L” o “serie naturale”. Questo è il motivo per cui si parla di L-glutammina, L-arginina, L-leucina, ecc. Le proprietà biochimiche degli aminoacidi sono determinate in maniera decisiva dalle caratteristiche delle catene laterali che essi portano legate.
Gli aminoacidi si combinano fra loro tramite ciò che i chimici definiscono “legame peptidico”, formando delle catene lineari con lunghezza variabile da due elementi (dipeptidi), alcuni (oligopeptidi) e molti (polipeptidi). Generalmente, comunque, con il termine “peptide” si intende una sequenza costituita da due fino a 80 aminoacidi circa, a differenza delle proteine che invece di media ne contengono alcune centinaia.
La L-glutammina è un aminoacido non essenziale, estremamente abbondante nei muscoli e nel plasma, la cui forma strutturale è riportata in Fig. 2.

Fig. 2 Rappresentazione della formula chimica della glutammina.

                                               

Bilancio dell’azoto e glutammina

Nell’uomo, il “bilancio dell’azoto”, definito come l’equilibrio chimico esistente tra la velocità di sintesi e velocità di degradazione dei composti azotati, è negativo, intendendo con ciò che tali composti vengono comunque espulsi dall’organismo anche in stati carenziali della dieta a causa del fatto che, al contrario di quanto accade per gli zuccheri e per i lipidi, non esistono polimeri di riserva per i composti azotati.
L’uomo, quindi, per poter ricavare il materiale per costruire le proteine, gli acidi nucleici e altri importantissimi composti, dipende per la sua sopravvivenza dalle proteine introdotte con il cibo. È certamente vero che esistono dei sistemi di riciclo che permettono di recuperare, ad esempio, alcuni aminoacidi, ma è altrettanto vero che essi vengono ricavati dal tessuto muscolare. 
Il ricambio delle proteine e degli enzimi è un processo continuo, che segue un preciso equilibrio, secondo le esigenze cellulari del momento. I meccanismi di regolazione, tramite specifici segnali che il nucleo riceve e ritrasmette, attivano l’espressione di alcuni geni e l’inibizione di altri. Tra questi vi è la glutammina, che influisce sull’equilibrio dell’azoto cellulare nel tessuto del muscolo scheletrico, aumentando la velocità di sintesi proteica e diminuendone la velocità di degradazione. Quando tale aminoacido raggiunge una concentrazione intracellulare adeguata, si ha l’avvio della divisione cellulare.
Lo scopo per un atleta di utilizzare integratori di aminoacidi, non essenziali, in quanto perfettamente sintetizzabili dalle cellule come la glutammina, è l’aumento della massa muscolare. Per fare ciò occorre attivare le vie anaboliche di sintesi proteica, spostando il bilancio dell’azoto da uno stato negativo ad uno positivo. La glutammina è una sostanza fondamentale per tali processi, in quanto essa svolge un ruolo fondamentale nella duplicazione cellulare e l’organismo ne può produrre solamente in quantità limitata.
Da alcuni studi scientifici eseguiti su atleti, inoltre, è stato rilevato che la demolizione delle proteine avviene comunque (specialmente nel periodo del digiuno) e che l’esercizio fisico di resistenza diminuisce l’intensità di tale fenomeno. 
Vogliamo qui puntualizzare che, al fine di ottenere migliori risultati, la “risposta anabolica”, ovvero la crescita muscolare, avviene solamente seguendo una dieta bilanciata, in cui compaiono tutti gli aminoacidi necessari e soprattutto quelli essenziali. In tale contesto, potrebbe essere conveniente utilizzare un integratore alimentare, il cui scopo è proprio quello di sopperire ad un aumentato fabbisogno di determinati nutrienti. 
Per quanto siano ancora in fase di verifica e di approfondimento, pare che il miglior momento per utilizzare un integratore a base di glutammina sia la fase di riposo successiva a quella di allenamento. È stato infatti osservato un aumento della sintesi del glicogeno muscolare probabilmente indotto da questo aminoacido. Ciò ci porterebbe alla conclusione che, dopo l’allenamento, una buona strategia per ottenere una maggiore sintesi proteica e di glicogeno muscolari, potrebbe essere un’alimentazione completa (contenente quindi anche vitamine e sali minerali) ricca di carboidrati e alcune proteine.

Integratore “condizionatamente essenziale”

Si è cominciato a utilizzare la glutammina come ingrediente negli integratori alimentari in seguito alla scoperta che essa aveva la proprietà di limitare la velocità delle reazioni proteolitiche in pazienti traumatizzati e in stato di stress fisiologico. 
In un certo senso, anche un’intensa attività sportiva o fisica crea degli scompensi a livello muscolare e il ragionamento per cui si potrebbe concludere che la glutammina possa tornare utile anche a soggetti sanissimi, come gli atleti che eseguono performance di potenza e che necessitano quindi di grosse masse muscolari, con lo scopo di mantenere uno stato anabolico cellulare.

                            struttura chimica segmentata della glutammina peptidica

I programmi di esercizio fisico intenso e frequente, infatti, spesso producono nell’atleta uno stato di deficienza energetica che solitamente si accompagna alla demolizione delle proteine del tessuto muscolare, provocando un calo della massa così faticosamente guadagnata.
Il 60% di glutammina libera nell’organismo umano è contenuta nel tessuto muscolare. Durante l’attività fisica, specialmente se intensa e prolungata, si ha un calo drastico nella concentrazione plasmatica di tale importante aminoacido. Essendo inoltre un fattore estremamente importante per il corretto funzionamento del sistema immunitario, si è ipotizzato che l’aumento di infezioni del tratto respiratorio superiore in atleti professionisti fosse dovuto proprio ad un suo consistente calo dopo la performance.
La glutammina può quindi seguire due vie metaboliche completamente diverse: o innescare i processi anabolici (per esempio la sintesi proteica, la divisione cellulare), oppure essere utilizzata dai linfociti. A questo punto l’organismo, per sopravvivere in situazioni di stress, si trova a dover scegliere tra l’efficienza immunitaria e l’avere una massa muscolare possente. La richiesta di glutammina sia plasmatica sia muscolare, quindi, aumenta notevolmente e la velocità di ri – sintesi cellulare e non è in grado di far fronte a quanto viene consumato. La glutammina, allora, è stata classificata come amino acido “condizionatamente essenziale”, poiché l’aumento di un suo apporto ha la funzione di ripristinare l’attività immunitaria senza demolire le “riserve” immagazzinate nelle proteine muscolari. 
Occorre però ricordare che gli integratori alimentari sono creati con il preciso scopo di complementare una dieta altrimenti sbilanciata nell’apporto di alcuni nutrienti, per cui non è possibile pensare che per raggiungere un determinato risultato sia sufficiente utilizzare qualche miscela “miracolosa”. 
Il vero atleta, quindi, segue con disciplina il programma di esercizi fisici previsti, intervallandoli con un adeguato riposo e alimentandosi con pasti frequenti, facendo attenzione alle sue precise esigenze fisiologiche, che possono implicare anche stati carenziali di sostanze non essenziali come la glutammina. È altresì importante notare che le esigenze fisiologiche per i nutrienti variano nel tempo, per cui occorre sapere qual è il momento in cui il muscolo ne ha maggior bisogno.

Fonti di glutammina peptidica

In commercio esistono molti prodotti contenenti glutammina. Spesso ciò che viene definito in etichetta “glutammina peptidica” non è altro che un frammento proteico ottenuto da proteine presenti in altri alimenti (come il grano o il latte). Solamente tramite un processo di idrolisi completa si ottengono i peptidi di migliore qualità, in quanto pare che un frammento con lunghezza inferiore sia maggiormente digeribile rispetto a quelli più lunghi e quindi possieda una migliore qualità nutrizionale.
Le proteine da cui si ricava la glutammina peptidica possono essere di origine vegetale (glutine, soia) o di origine animale (caseine, siero di latte). In Tab. 1 abbiamo confrontato l’apporto di glutammina rispetto alle diverse tipologie di materie prime.

Materia prima                             Stima del contenuto di glutammina

Glutine                                                              30 %

Caseina, sieroproteine (*)                                3 – 10 %                       

Tab.1 Confronto del contenuto di glutammina tra diverse tipologie di materie prime

(*) Le proteine animali apportano principalmente un altro aminoacido, il glutammato (Glu) (Fig.3), che può seguire vie metaboliche diverse, di cui una è la sua conversione in glutammina (Gln) ad opera dell’enzima glutammina sintetasi secondo la reazione:

NH3 + Glu + ATP —> Gln + ADP + Pi

Tale reazione avviene frequentemente nelle cellule ed è di notevole importanza, in quanto fa parte del sistema di trasporto dell’ammoniaca, che in forma legata perde la sua citotossicità. Si pensi, ad esempio, che il 90% dell’azoto dell’organismo viene rilasciato sotto forma di glutammina.

Fig. 3 Rappresentazione della formula chimica del glutammato.

                                             

Sono ancora molte le opinioni sulla forma chimico-fisica ottimale della glutammina da utilizzare come ingrediente per gli integratori. Sicuramente vi sono notevoli difficoltà per quanto riguarda la sua stabilità sia quando essa si presenta come polvere, sia soprattutto sciolta nei liquidi. Mentre nel secondo caso la trasformazione di glutammina in glutammato per reazione con l’acqua è praticamente inevitabile, nel primo caso si è pensato di creare sistemi più stabili, come, appunto, i peptidi. Pare infatti che la glutammina legata possa garantire una migliore durabilità.
Dosaggi consigliati e uso
La dose giornaliera di glutammina consigliata dai produttori è di 1.0 g circa. Alcuni ricercatori hanno indicato dosaggi molto superiori a questo per evitare un calo nella concentrazione di glutammina plasmatica (circa 0.1 g per k
g corporeo) in seguito ai risultati ottenuti. Tuttavia, è consigliabile seguire le modalità d’uso e le indicazioni riportate in etichetta, per evitare danni alla salute. 
In alcuni soggetti, per esempio, un dosaggio eccessivo ha procurato problemi gastrointestinali. Circa l’uso prolungato per dosi superiori ad 1.0 g/die, non vi sono dati disponibili, ma gli integratori di aminoacidi generalmente sono controindicati per le persone affette da disordini renali, a causa dell’aumento nel carico del metabolismo azotato. 
Per questo il Ministero della salute ha stabilito di riportare una simile avvertenza sull’etichettatura degli integratori di aminoacidi, che tra l’altro ne sconsigli l’uso prima dei 12 anni di età e durante la gravidanza.