L-glutamine

Glutamine is het meest voorkomende aminozuur in ons lichaam en vormt een bouwsteen voor tal van andere aminozuren en eiwitten. De meeste weefsels zijn in staat om zelf glutamine aan te maken. De belangrijkste glutamineproducenten zijn skeletspieren, longen, hersenen en het vetweefsel. Glutamine komt ook voor in onze voeding, vooral in eiwitrijke voedingsmiddelen. Glutamine is een voorloperstof voor een groot aantal andere stoffen waaronder glucose, purines, pyrimidines, glutathion en neurotransmitters, waaronder glutamaat.

Glutamine is, naast glucose, een belangrijke brandstof voor het lichaam om energie uit te maken. Op deze manier kan het lichaam voorzien in energie voor onder andere de darmen en het immuunsysteem. Glutamine speelt onder meer een belangrijke rol bij het behoud van een goede darmpermeabiliteit, de glucosehuishouding, de neurotransmittersynthese en het zuur-base-evenwicht.

Het menselijk lichaam maakt gebruik van ongeveer 20 aminozuren voor het bouwen van eiwitten. Aminozuren in hun linkshandige (L)-vorm zijn voor de mens het meest relevant. Het aminozuur glutamine (ook wel L-glutamine) is daar één van. Glutamine vertegenwoordigt ongeveer 5 procent van de gebonden aminozuren in het menselijk lichaam. Daarnaast is glutamine het meest voorkomende aminozuur in het bloed en in de vrije aminozuurpool, die zich in het bloed en in de weefsels bevindt. Glutamine bevat bovendien twee aminogroepen, terwijl de meeste er maar één hebben. Om die reden neemt glutamine een centrale plaats in bij de stofwisseling van aminozuren. Via glutamine kunnen (middels transaminering) alle andere aminozuren worden gesynthetiseerd.

Glutamine is daarnaast ook een voorloperstof voor de productie van glucose, purines, pyrimidines, glutathion, glutamaat, hormonen en neurotransmitters.

Glutamine is, naast glucose, een belangrijke bron waaruit het lichaam energie kan maken. Glutamine wordt daartoe omgezet in glutamaat, dat in de citroenzuurcyclus wordt omgezet in energie. Zo kan op celniveau in de energiebehoefte worden voorzien. Glutamine is onder andere een belangrijke energiebron voor het immuunsysteem en de darmen.

Glutamine blijkt een belangrijke energiebron te zijn voor onder andere (intestinale) lymfocyten, macrofagen en fibroblasten. Immuuncellen kunnen glutamine zelfs veel sneller gebruiken in aanvulling op glucose, waardoor glutamine essentieel lijkt voor de immuunreactie.

Lymfocyten hebben, zo blijkt uit onderzoek bij ratten, een grote expressie van het enzym glutaminase en kunnen daardoor goed glutamine omzetten in energie. Als glucose ook aanwezig is, stimuleert glutamine bovendien de glycolyse. Ook zo komt er meer energie beschikbaar. In tijden waarin het immuunsysteem onvoldoende voeding krijgt of bij activatie van de lymfocyten, neemt zowel het gebruik van glutamine als de activiteit van de glycolyse-enzymen toe. Het immuunsysteem lijkt daarmee de glutaminevoorraad te gebruiken om in haar energiebehoefte te kunnen voorzien.

Glutamine lijkt ook het functioneren van het immuunsysteem op humoraal niveau te beïnvloeden. Uit met name in-vitro- en dierenonderzoek, maar ook uit (beperkt) humaan onderzoek blijkt dat het dan met name gaat om de proliferatie van lymfocyten, de productie van cytokines, het doden van bacteriën door neutrofielen en de fagocytose door macrofagen. Ook de differentiatie van B-cellen tot plasmacellen vraagt, zo blijkt uit in-vitro-onderzoek, om glutamine. Op deze manier kan glutamine de werking van actieve immuuncellen positief beïnvloeden.

Of glutamine ook zorgt voor een verbeterde werking van het immuunsysteem op cellulair niveau is echter nog niet te zeggen. De onderzoeken die hiernaar zijn gedaan, zijn niet eenduidig in hun conclusies. Wel is duidelijk dat glutamine als voorloperstof voor de aanmaak van putrescine en de polyamines spermidine en spermine een rol kan spelen bij het onder controle houden van een normale immuunreactie.

Zowel de dikke als de dunne darm kan grote hoeveelheden glutamine afkomstig uit de voeding en uit de bloedbaan metaboliseren. Glutamine is zelfs kwantitatief meer relevant als energiebron voor de darmen dan glucose. Bovendien wordt ongeveer 75% van de in de darm beschikbare hoeveelheid glutamine voor de energieproductie gebruikt.

Naast energiebron is glutamine ook belangrijk voor een goede barrièrefunctie. Glutamine helpt om deze functie te reguleren, met name als er sprake is van schade aan de darmwand, bij infecties, in tijden van stress en in katabole situaties. Deze regulatie vindt plaats door beïnvloeding van de homeostase tussen opbouw en afbraak van intestinale epitheelcellen. Dit zorgt ervoor dat de darmwand steeds wordt vernieuwd. Zo kan een goede werking van de darmwand behouden blijven. Glutamine lijkt hierbij de signaalstoffen te reguleren, die het lichaam gebruikt om de balans tussen proliferatie en apoptose te regelen. Een verstoring van deze balans leidt tot een disfunctioneren van de darmbarrière en is een risicofactor voor ziekte en/of een ontstekingsreactie.

Onderzoek bij pasgeborenen laat in aanvulling hierop zien, dat glutamine de groei van enterocyten stimuleert via activatie van de mammalian target of rapamycin pathway (mTOR). De mTOR-pathway speelt een centrale rol bij het controleren van de balans tussen celgroei en celafbraak. Daarnaast suggereren verschillende onderzoeken, dat glutamine helpt bij het behouden van een goede darmpermeabiliteit door bescherming van de tight junctions. Tight junctions zijn verbindingseiwitten die een belangrijke rol spelen bij het openen en sluiten van de darmbarrière.

Het lichaam is in staat om zelf glutamine te maken. Toch blijkt uit onderzoek, dat bij grote operaties, traumatische ongelukken of ernstige brandwonden, glutamine essentieel is voor het behoud van de intestinale functie, voor een goede respons van het immuunsysteem en voor de aminozuurbalans, dat glutamine een semi-essentieel aminozuur is. De endogene aanmaak is onder die omstandigheden dus mogelijk onvoldoende.

Glutamine wordt in het cytoplasma gemaakt uit (met name) de vertakte aminozuren (oftewel ‘branched chain amino acids’, BCAA’s), glutamaat of glucose. Deze bouwstoffen komen binnen via de voeding. Ook komen ze beschikbaar in het lichaam door de afbraak van endogene eiwitten. De meeste weefsels zijn in staat om zelf glutamine aan te maken. Alleen de skeletspieren, longen, hersenen en het vetweefsel kunnen een grotere hoeveelheid glutamine aanmaken die vervolgens aan het bloed kan worden afgegeven, waarbij de productie in de skeletspieren afhankelijk is van spieractiviteit. De endogene productie van glutamine wordt geschat op 40-80 gram per dag. Skeletspieren nemen vanwege hun grote massa verreweg het grootste deel van de glutaminevoorziening voor hun rekening.

Glutamine komt het meest voor in eiwitrijk voedsel, zoals vlees, gevogelte, vis, eieren, peulvruchten, maïs en ook (rauwe) groene bladgroenten zoals spinazie en koolsoorten, spruiten, peterselie en rode bieten. Vanuit onze visie adviseren we echter geen peulvruchten te eten, omdat ze antinutriënten bevatten die de darmfunctie kunnen verstoren.

De inname van glutamine via de voeding bedraagt ongeveer 5-10 gram per dag. Voor gezonde mensen is denkbaar dat dit, in aanvulling op de endogene productie van glutamine, voldoende is om in de dagelijkse behoefte te voorzien. Voorwaarde is wel dat het voedingspatroon bestaat uit voldoende glutaminerijke (dus eiwitrijke) producten.

Toch blijkt in veel situaties de behoefte aan glutamine hoger te zijn dan endogeen aangemaakt kan worden, wat glutamine dan een essentieel nutriënt maakt. Te denken valt aan situaties waarin er sprake is van een katabole, stressvolle toestand van het lichaam, zoals bij infecties, na grote operaties, traumatische ongelukken of ernstige ziekte. De endogene productie is in die situaties onvoldoende om aan de behoefte van het lichaam te voldoen. Uit onderzoek onder dit soort patiënten volgt namelijk dat zij soms wel 20 tot 40 gram glutamine per dag nodig hebben om de glutaminebalans te behouden. Dit heeft mogelijk te maken met het feit, dat onder bepaalde condities de spieren een verminderde productie van glutamine hebben.

Aangezien de hoeveelheid glutamine in vlees veel groter is dan die in plantaardige voeding, is denkbaar dat aanvulling van glutamine nodig is bij mensen met een vegetarisch voedingspatroon.

Als de endogene productie van glutamine tekortschiet, kan suppletie (tijdelijk) uitkomst bieden. Belangrijk daarbij is te kiezen voor een zuiver product, zonder onnodige hulpstoffen, met name omdat glutamine vaak in hogere doseringen therapeutisch wordt ingezet. Een product in poedervorm biedt daarbij dan ook voordelen boven een product in tablet- of capsulevorm omdat het poeder kan worden opgelost in water en daardoor nog beter over de dag verdeeld kan worden gedoseerd.

Glutamine is een belangrijke energiebron voor de sneldelende epitheelcellen van de darm. Een glutaminetekort verhoogt de darmpermeabiliteit en kan aanleiding geven tot de intrede van toxinen en pathogenen in de bloedbaan. Mensen met een toegenomen darmpermeabiliteit bleken in dat geval ook positieve effecten te ondervinden na glutaminesuppletie.

In een kleinschalig gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek (10 deelnemers) is gekeken of orale toediening van glutamine de darmpermeabiliteit van sporters kon verbeteren. Dit leek volgens de onderzoekers inderdaad het geval te zijn, zelfs al bij een lage dosering van 0,25 gram per kilo vetvrije massa lichaamsgewicht.

Een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek onder 60 patiënten met ernstige hepatitis B laat eveneens zien dat het oraal toedienen van glutamine (driemaal daags 10 gram) de schade die bij mensen met deze ziekte bestaat, aan de intestinale mucosa kan verminderen.

Uit dieronderzoek onder konijnen blijkt dat glutamine in staat is het microbioom te beïnvloeden. De toevoeging van glutamine aan het dieet van de konijnen zorgde voor een daling van Clostridium spp. en Helicobacter spp.

Ook humaan onderzoek laat zien dat glutaminesuppletie de samenstelling van het microbioom positief kan beïnvloeden. Dat blijkt uit een gerandomiseerde klinische studie waaraan 33 volwassenen (in de leeftijd van 23 tot 59 jaar) met obesitas deelnamen. Bij degenen die gedurende 14 dagen 30 gram L-glutamine oraal innamen bleek een statistisch significante daling te zijn opgetreden in de verhouding Firmicuten/Bacteroïdetes. Een hoge verhouding tussen de bacteriegroepen – dus meer Firmicuten dan Bacteroïdetes – is een sterke marker voor obesitas.

Mensen die na een darminfectie een prikkelbare darm met diarree overhouden kunnen baat hebben bij het gebruik van glutamine. Dat blijkt uit een gerandomiseerd, dubbelblind, placebo-gecontroleerd onderzoek onder 106 deelnemers. De deelnemers uit de interventiegroep kregen gedurende 8 weken oraal glutamine toegediend (3 maal daags 5 gram). Bij 79,6% van de deelnemers uit deze interventiegroep trad een hele forse verbetering van hun klachten op. De ontlastingsfrequentie, vorm van de ontlasting en de intestinale permeabiliteit normaliseerden volledig.

Acute diarree kan mogelijk geremd worden door toediening van glutamine. In een placebo-gecontroleerd, dubbelblind, gerandomiseerd onderzoek onder 128 jonge kinderen (6-24 maanden oud) met acute diarree bleek dat toediening van 0,3 gram glutamine per kilo lichaamsgewicht per dag gedurende 7 dagen zorgde voor een significant kortere duur van de diarree dan bij de controlegroep. Echter werd er geen effect gezien in een ander gerandomiseerd onderzoek naar het effect van glutamine bij acute diarree. Meer onderzoek naar de mogelijke effecten van glutamine bij de behandeling van acute diarree zijn nodig alvorens te kunnen vaststellen of glutamine bij deze aandoening helpend is.

De ziekte van Crohn is een inflammatoire darmziekte waarbij, zo blijkt uit dieronderzoek, het glutaminemetabolisme verstoord is. Zowel systemisch als in de darmen is de concentratie van glutamine verlaagd bij dit ziektebeeld. Ook de glutaminase-activiteit in het ileum is verminderd. Een verhoogde darmpermeabiliteit is mogelijk een risicofactor bij de ziekte van Crohn.

Uit verschillende dierstudies naar inflammatoire darmziekten blijkt dat glutaminesuppletie in staat is om de darmmucosa te beschermen en de inflammatie in de darm te remmen. De uitkomsten van humaan onderzoek zijn echter nog niet eenduidig. Dit hangt mede samen met de opzet van de diverse studies. Meer onderzoek is nodig om deze duidelijkheid wel te verschaffen.

Patiënten met zware verwondingen (zoals brandwonden of herstel na operaties) hebben een sterk verhoogde behoefte aan glutamine, omdat bij wondheling ook een verhoogde celdeling, DNA- en eiwitsynthese plaatsvindt.

Onderzoek laat zien dat glutaminesuppletie (30 gram per dag gedurende 14 dagen) bij mensen met overgewicht zorgt voor een afname van de middelomtrek. Het lichaamsgewicht en de body mass index (BMI) bleven in deze studie onveranderd. Een parallelonderzoek bij ratten naar het werkingsmechanisme hierachter liet zien, dat glutamine zorgde voor een verbeterde opname van glucose door spierweefsel, een daling van de glucoseopname door het vetweefsel (via een toename van insulineresistentie van de vetcellen) en een afname van de gluconeogenese door de lever. Of dit bij mensen ook precies zo werkt, moet nog onderzocht worden. Vooral ook omdat insulineresistentie op het vetweefsel mogelijk nadelige effecten heeft.

Een ander gerandomiseerd, gecontroleerd, cross-over onderzoek (met 6 deelnemers) liet wel een afname van het gewicht zien bij het gebruik van glutamine door mensen met obesitas. Toediening van 0,5 gram glutamine per kilo lichaamsgewicht per dag gedurende 4 weken zorgde voor een significante daling van de middelomtrek en het lichaamsgewicht. Ook de HOMA-IR waarde daalde, hoewel niet significant.

Sporters die een zwaar trainingsschema volgen, blijken vatbaarder voor infectieziekten omdat zware sportbeoefening een immuunonderdrukkend effect kan hebben. In een gerandomiseerd onderzoek met 24 atleten werd daarom onderzocht of glutamine deze infectiegevoeligheid kon verminderen. De sporters volgden gedurende 6 weken een zwaar trainingsschema. De ene helft kreeg eenmaal daags 10 gram glutamine oraal toegediend en de andere groep een placebo. De onderzoekers stelden vast dat de toediening van glutamine een significant en positief effect had op de immuunfunctie van de sporters.

Glutamine speelt een essentiële rol bij de groei en ontwikkeling van het spijsverteringskanaal en de darmen van (prematuur geboren) pasgeborenen. Er zijn echter weinig onderzoeken gedaan met orale toediening van glutamine bij deze doelgroep, mogelijk omdat een substantieel aantal van deze zeer jonge en kwetsbare kinderen orale voeding niet goed verdraagt.

Een gerandomiseerde klinische studie waaraan 101 prematuur geboren baby’s deelnamen, liet echter zien dat orale toediening van glutamine (0,3 gram per kilo lichaamsgewicht per dag) gedurende de 3e tot en met de 30e dag na de geboorte een afname van de darmpermeabiliteit liet zien.

Een onderzoek onder 107 kinderen in de leeftijd van 8 maanden tot bijna 7 jaar oud die ondergewicht hadden en/of te klein waren laat zien, dat glutamine ook daar positieve effecten kan hebben. Gedurende 10 dagen kregen de kinderen ofwel 24 gram glutamine per dag toegediend of een placebo. De darmpermeabiliteit van de kinderen in de interventiegroep verbeterde significant ten opzichte van de controlegroep. Ook het gewicht van deze kinderen nam gedurende de 3 maanden daarna significant toe.

Niet alleen jonge kinderen hebben glutamine nodig. Ook oudere mensen kunnen baat hebben bij glutamine, zo blijkt uit een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek onder 83 ouderen (gemiddelde leeftijd 72,4 jaar). Het gebruik van glutamine (0,3 gram per kilo lichaamsgewicht per dag gedurende 30 dagen) in combinatie met de actieve leefstijl van deze mensen (3x per week een uur matig intensief bewegen) zorgde voor een verminderde mate van inflammatie en een betere redoxbalans (en daarmee antioxidatieve werking op celniveau). Inflammatie en antioxidantenwerking zijn parameters voor gezond oud worden.

Uit een ander gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek onder 44 oudere vrouwen (leeftijd tussen de 60 en 80 jaar) bleek, dat glutamine (10 gram per dag gedurende 30 dagen) in combinatie met matig actief bewegen (3 keer per week 60-75 minuten aerobe en krachttraining) zorgde voor een verbeterde spierkracht, een betere bloedsuikerregulatie en een stijging van de antioxidantcapaciteit in het bloed.

Leverziekten/hepatische encefalopatie: er is nog onvoldoende wetenschappelijke onderzoek gedaan naar alle effecten van glutamine op de leverfunctie.

Bipolaire stoornis: in theorie kan toediening van glutamine leiden tot zowel een manie als een depressie bij mensen met bipolaire stoornis.

Overgevoeligheid voor monosodiumglutamaat (MSG): aangezien glutamine in het lichaam wordt afgebroken tot glutamaat is het in theorie mogelijk dat mensen die gevoelig zijn voor monosodiumglutamaat (MSG), ook overgevoelig zijn voor glutamine.

Epileptische stoornissen: op basis van de beschikbare wetenschap is het denkbaar dat glutamine (en haar afbraakproduct glutamaat) de drempelwaarde voor het opwekken van een epileptische aanval kan overschrijden en een dergelijke aanval kan uitlokken.

In de wetenschappelijke literatuur komt men uiteenlopende doseringen van glutamine tegen. Veelvoorkomende doseringen liggen binnen de bandbreedte van 0,25 tot 0,7 gram per kilo lichaamsgewicht of bedraagt 30 gram per dag. Ook de duur van toediening wisselt enorm. Het is aan de therapeut om de juiste dosering te bepalen rekening houdend met de specifieke cliënt voor wie toediening van glutamine wordt voorgeschreven. Bij kinderen wordt over het algemeen een dosering van maximaal 0,3 gram per kilo lichaamsgewicht aangehouden.

In wetenschappelijke onderzoeken zijn bij volwassenen doseringen van 40 gram per dag of zelfs 1 gram per kilo lichaamsgewicht per dag veilig bevonden. Voor kinderen geldt dit bij een dosering van maximaal 0,7 gram per kilo lichaamsgewicht per dag. Zelfs kortdurende doseringen tot 60 gram per dag zijn bij volwassenen zonder negatieve effecten gebleken.

Er is geen onderzoek gedaan naar de veiligheid van glutamine tijdens zwangerschap of lactatie. Het advies is om glutamine in die situaties niet te gebruiken.

Er is geen wetenschappelijk bewijs dat laat zien dat suppletie met glutamine de endogene productie onderdrukt of permanent remt. Wel is er meer onderzoek nodig naar de veiligheid van langdurig gebruik van glutamine, bijvoorbeeld naar het effect hiervan op het immuunsysteem en de mogelijke ontwikkeling van diabetes type 2 en hart- en vaatziekten, zeker als gebruik wordt gemaakt van hogere doseringen glutamine gedurende een langere periode.

Bij volwassenen vanaf middelbare leeftijd moet men daarnaast bedenken, dat deze mensen mogelijk een verminderde werking van de nieren kunnen hebben. In dat geval wordt geadviseerd bij glutaminesuppletie de nierfunctie te controleren.

Over het algemeen wordt glutamine, ook in hogere doseringen, goed verdragen. Mogelijke bijwerkingen kunnen zijn: oprispingen, een opgeblazen gevoel, obstipatie, hoest, diarree, flatulentie, buikpijn, hoofdpijn, spierpijn, misselijkheid en braken. Deze bijwerkingen worden door volwassenen, ook bij hoge doseringen van glutamine, over het algemeen als mild omschreven.

Het is in theorie denkbaar dat glutamine een antagonistisch effect heeft op medicijnen gericht op het voorkomen van convulsies (stuipen) zoals anti-epileptica. Dit omdat glutamine omgezet wordt in de stimulerende neurotransmitter glutamaat. Er is nog geen humaan onderzoek dat deze interactie ook daadwerkelijk bevestigt, toch is voorzichtigheid geboden bij het gebruik van dit soort medicatie.

Er zijn geen interacties met voedingssupplementen bekend.

Het volledige artikel, inclusief bronnen, is op te vragen bij de redactie.