
Glutamine :
bienfaits, rôles, carence
La Glutamine est l’acide aminé le plus abondant du corps humain. Près de 60% des acides aminés qui composent les muscles sont de la Glutamine. Dans le sang, c’est aussi l’acide aminé qui circule le plus abondamment. Comme tous les acides aminés, la Glutamine est puisée par les cellules pour construire les différentes protéines dont elles ont besoin pour assurer leurs fonctions, mais elle a de nombreux autres rôles qui lui sont propres.
La glutamine est-elle un acide aminé non essentiel ?
Pour être plus précis, il s’agit d’un acide aminé « semi-essentiel ». On parle également d’acide aminé « conditionnellement essentiel », car si l’organisme sait le fabriquer lui-même, c’est-à-dire que nos besoins ne dépendent pas uniquement de notre alimentation, cette capacité de production est insuffisante dans de nombreuses situations : en cas de stress par exemple, de sport intense, d’infection (1).
La Glutamine a été isolée pour la première fois par un chimiste allemand en 1883, à partir de la betterave à sucre. Mais ce n’est qu’au début des années 30 qu’elle a été identifiée chez l’homme. Depuis, elle a fait et elle continue à faire l’objet d’une quantité impressionnante de travaux de recherche, avec plus 53.000 études déjà publiées.
Quels sont les actions de la Glutamine ?
La Glutamine joue de très nombreux rôles physiologiques dans la plupart des organes. On peut la qualifier d’acide aminé polyvalent.
Quels sont les organes qui contiennent le plus de Glutamine ?
Si la Glutamine est omniprésente dans le corps, certains organes et tissus en contiennent des concentrations plus élevées : c’est le cas de l’intestin, des cellules immunitaires, des muscles et du cerveau. Cette forte concentration est en rapport avec les grandes fonctions de ces organes, comme la synthèse de neurotransmetteurs dans le cerveau, un besoin élevé en énergie et en protéines dans les muscles, un renouvellement rapide des cellules intestinales et immunitaires, etc.
La Glutamine est une source d’énergie
Toutes les cellules utilisent du glucose pour produire l’énergie dont elles ont besoin pour fonctionner. Cette énergie universelle se présente sous la forme d’une molécule d’ATP (Adénosine TriPhosphate). Elle est produite à partir du glucose, qui entre dans un cycle de réactions chimiques très complexe, appelé le cycle de Krebs.
Mais dans certaines situations, les tissus et les cellules utilisent aussi, voire préférentiellement de la Glutamine pour produire de l’ATP :
- c’est le cas par exemple lors d’un jeûne,
- des muscles lors d’un effort intense,
- des cellules immunitaires lors d’une infection.
Enfin, certaines cellules utilisent en permanence la Glutamine comme substrat énergique, et non le glucose : ce sont les entérocytes, les cellules qui composent la muqueuse intestinale.
Le saviez-vous ? On considère que 30% de l’énergie totale utilisée par le corps humain provient de la Glutamine, voire plus lors d’une pénurie de glucose ou d’une infection par exemple.
Comment la Glutamine se transforme-t-elle en énergie ?
Elle entre tout simplement dans le cycle de Krebs. En effet, la Glutamine se transforme en glutamate, qui se transforme à son tour en α-cétoglutarate. Cette dernière molécule est une des étapes du cycle de Krebs, qui aboutira à la production d’ATP (2).
La Glutamine peut également entrer dans la néogluconéogenèse, une autre voie métabolique aboutissant à la production de glucose, qui lui-même pourra servir à fabriquer de l’ATP ou être stocké sous forme de glycogène dans le muscle et le foie (3).
Autrement dit, la Glutamine peut être considérée comme une source directe d’ATP (en entrant dans le cycle de Krebs sous forme de α-cétoglutarate) et une source indirecte d’ATP via sa transformation en glucose.
Protection cellulaire
La Glutamine possède des propriétés antioxydantes qui lui sont propres, utilisées pour neutraliser les radicaux libres produits en excès lors d’une activité intense des cellules et qui risqueraient de les endommager.
Mais sous forme de glutamate, c’est aussi avec la glycine et la cystéine, l’un des 3 acides aminés qui entrent dans la composition du glutathion, un antioxydant majeur indispensable pour la bonne santé des cellules et ponctuellement pour récupérer après une infection, une activité sportive ou une exposition au stress.
La Glutamine participe aux mécanismes de détoxication de l’organisme en éliminant l’ammoniac (NH3). Ce métabolite est issu de la dégradation des protéines et des acides aminés qui survient surtout par exemple lors d’un effort sportif, d’un régime hyperprotéiné, d’un traumatisme. Or une forte accumulation d’ammoniac dans les tissus est toxique pour l’organisme et en particulier pour le système nerveux où elle peut entrainer des troubles de la neurotransmission, des perturbations du métabolisme cérébral et de la circulation sanguine. La Glutamine est ici intéressante puisque 1/3 de l’azote (N) dérivé du métabolisme des protéines est transporté dans le sang sous forme de Glutamine jusqu’au foie où l’ammoniac sera transformé en urée puis excrété par les reins dans l’urine (4).
Glutamine bienfaits : une source de nucléotides
Cet atome d’azote transporté par la Glutamine peut être utilisé par les cellules pour fabriquer les bases azotées qui composent les nucléotides, et dont l’assemblage est à l’origine de l’ADN (5).
L’ADN est une longue molécule ayant une forme en double hélice, que l’on compare souvent à une échelle en spirale, et dont les barreaux sont les bases azotées des nucléotides. L’ordre d’enchainement de ces bases azotées est le support du code génétique pour la formation des protéines. En tant que composants essentiels de l’ADN, les nucléotides jouent un rôle crucial dans la multiplication des cellules puisqu’elle nécessite une réplication de l’ADN, et dans la réparation de l’ADN, indispensable à la stabilité des cellules.
Rôle de la Glutamine
Rôle de la Glutamine dans l’intestin
Comme indiqué précédemment, les cellules de l’intestin, appelées les entérocytes, sont de très grandes consommatrices de Glutamine : elles utilisent davantage de Glutamine que de glucose, et jusqu’à 40 à 50% de la Glutamine qui circule librement dans le sang (6).
Les entérocytes ont également la particularité d’être des cellules à division rapide. Pour remplir leurs fonctions intestinales, ils ont besoin de se renouveler rapidement : leur durée de vie est de 3 à 5 jours. La Glutamine joue ici aussi un rôle important dans la multiplication des cellules :
- Elle participe à la construction des nucléotides.
- Elle intervient dans le mécanisme de production de l’hormone de croissance.
- Elle active les MAPKs (Mitose Activation Protein Kinase) (7), des protéines qui signalent l’entrée en division des cellules.
Enfin, la Glutamine aide à la stimulation de la production des protéines qui constituent les jonctions serrées. En assurant la jointure entre les cellules intestinales, les jonctions serrées contribuent à la fonction de barrière sélective de la muqueuse intestinale, si importante pour l’absorption des nutriments et empêcher les agents pathogènes de pénétrer (8).
Rôle de la Glutamine dans les défenses immunitaires
Les cellules immunitaires ont elles aussi cette spécificité de se renouveler très rapidement, en rapport avec leurs fonctions qui nécessitent une grande réactivité pour la destruction des agents pathogènes. Cette multiplication des cellules immunitaires est sous contrôle de la Glutamine par l’intermédiaire de l’hormone de croissance et des MAPKs. Selon certaines études, en cas d’infection, plus la quantité de Glutamine dans l’organisme est élevée, plus la prolifération des lymphocytes B et T est importante (9).
Lors d’une infection, le taux de consommation de Glutamine par les cellules immunitaires est similaire ou supérieur à celui du glucose (10). On sait par exemple que les macrophages utilisent la Glutamine en période d’infection pour la synthèse et la sécrétion de certaines molécules dirigées contre les pathogènes.
Enfin, l’intégrité de la barrière intestinale, à laquelle la Glutamine peut participer en renforçant les jonctions serrées, contribue aussi à nos défenses immunitaires.
Rôle de la Glutamine dans le muscle
La Glutamine est l’acide aminé le plus abondant dans le muscle où elle exerce ses bienfaits.
En cas d’effort intense, le muscle tire profit de la Glutamine comme source d’énergie.
En post-effort, elle aide le muscle à éliminer l’accumulation d’ammoniac dans le sang et les tissus liée à la dégradation des protéines musculaires (11). Elle peut également aider à réduire le stress oxydatif en neutralisant les radicaux libres issus de l’accélération du métabolisme.
En phase de récupération, la Glutamine est un substrat de choix pour la reconstruction des fibres musculaires lésées. Lors de sa dégradation, elle cède 2 groupements amines (NH2), utilisés pour fabriquer les nouveaux acides aminés entrant dans la composition des protéines musculaires.
La Glutamine joue un rôle dans notre mécanisme de défense immunitaire qui pourrait être diminuée par l’effort intense. (12).
Enfin, cet acide aminé exceptionnel peut être utile pour contrer les lésions intestinales et la perméabilité intestinale qui peut être induite par l’exercice physique à haute intensité (13). Cela s’explique par le fait que durant l’effort, l’organisme choisit d’orienter l’afflux sanguin riche en oxygène préférentiellement en direction des muscles et non du système digestif. Ce faible apport sanguin peut abimer les cellules intestinales et les jonctions serrées jusqu’à créer une perméabilité impliquée dans les désagréments intestinaux.
Les multiples rôles physiologiques de la Glutamine chez le sportif
- Substrat énergétique
- Détoxication (élimination de l’ammoniac)
- Antioxydants
- Reconstruction musculaire
- Défenses immunitaires
Rôle de la Glutamine dans le cerveau
- Le cerveau est un gros consommateur d’énergie (20% de l’énergie est dédiée au cerveau). Il utilise le glucose comme carburant principal.
- La Glutamine y est transformée en glutamate, qui est le neurotransmetteur excitateur le plus important, chargé de la transmission des influx nerveux.
- La Glutamine est également le précurseur de l’acide gamma-aminobutyrique (GABA), un autre neurotransmetteur qui joue un rôle inverse, dans l’inhibition des signaux nerveux cette fois, aidant ainsi à maintenir l’équilibre entre l’excitation et l’inhibition dans le cerveau.
- La Glutamine est un acteur majeur dans la régulation de l’activité neuronale.
Quand prendre de la Glutamine ?
La Glutamine est un acide aminé majeur des protéines alimentaires. Elles sont composées de 4 à 8% de Glutamine. De ce fait nous consommons tous les jours en moyenne 10g de Glutamine, ce qui est suffisant pour couvrir nos besoins. Toutefois, dans certaines situations, telles qu’entrainement sportif intensif, fonte musculaire, jeûne ou infection, cet apport peut s’évérer insuffisant.
La Glutamine est présente dans la plupart des aliments : viandes, poissons et fruits de mer, œufs, légumineuses, noix et graines, légumes verts, céréales complètes, etc.
Quels sont les signes d’un manque de Glutamine ?
Les signes d’un manque de Glutamine ne sont pas spécifiques. Ils peuvent se manifester sous différentes formes : une plus grande sensibilité aux infections, des inconforts digestifs, une fonte musculaire, etc.
Au moindre doute, il est important d’un parler avec un professionnel de santé.
Effets secondaires et dangers de la Glutamine
La Glutamine est bien tolérée et ne présente pas d’effets secondaires majeurs lorsqu’elle est consommée à partir de sources alimentaires ou utilisée en supplémentation à des doses physiologiques. Chaque personne étant unique, avec ses propres antécédents et sensibilités, il est recommandé de demander conseil à son médecin ou pharmacien.
La Glutamine aide-t-elle à dormir ?
La Glutamine est impliquée dans de nombreux processus physiologiques, mais elle n’agit pas directement sur le sommeil.
Une bonne hygiène de vie, comprenant une alimentation saine et équilibrée, ainsi que la pratique régulière d’une activité physique à distance du coucher, contribue généralement à améliorer le sommeil. Pour des conseils personnalisés, demandez conseil à votre médecin, à votre pharmacien ou à notre équipe scientifique via notre service client en ligne.
Toutes les données délivrées ici sur la Glutamine ne sont pas des allégations, elles sont informatives quant aux rôles physiologiques dans l’organisme de cet acide aminé.
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Bibliographie
(1) Watford M, Glutamine and glutamate: Nonessential or essential amino acids?, Anim Nutr, 1(3):119-22, 2015.
(2) Cruzat V et al., Glutamine: Metabolism and Immune Function, Supplementation and Clinical Translation, Nutrients, 10(11):11, 2018.
(3) Karinch AM et al., Glutamine metabolism in sepsis and infection, J Nutr, 131(9): 2535S 8S, 2001.
(4) Pichard C et al., Glutamine : métabolisme et physiopathologie, Rev Med Suisse, 2369 :2327 29, 2001.
(5) Cory JG et al., Critical Roles of Glutamine as Nitrogen Donors in Purine and Pyrimidine Nucleotide Synthesis: Asparaginase Treatment in Childhood Acute Lymphoblastic Leukemia, In Vivo, 20(5):587-9, 2006.
(6) Hanson PJ et al., Metabolism and transport of glutamine and glucose in vascularly perfused small intestine rat, Biochem J, 166(3):509-19, 1977.
(7) Lagranha CJ et al., Glutamine supplementation prevents exercise-induced neutrophil apoptosis and reduces p38 MAPK and JNK phosphorylation and p53 and caspase 3 expression, Cell Biochem Funct, 25(5):563 9, 2007.
(8) Rao R et al., Role of Glutamine in Protection of Intestinal Epithelial Tight Junctions, J Epithel Biol Pharmacol, 5(Suppl 1- M7):47-54, 2012.
(9) Crawford J et al., The essential role of L-glutamine in lymphocyte differentiation in vitro, J Cell Physiol, 124(2):275 82, 1985.
(10) Curi R et al., Intracellular distribution of some enzymes of the glutamine utilisation pathway in rat lymphocytes, Biochem Biophys Res Commun, 138(1):318-22, 1986.
(11) Coqueiro AY et al., Glutamine as an Anti-Fatigue Amino Acid in Sports Nutrition, Nutrients, 11(4) :863, 2019.
(12) Castell LM et al., Does glutamine have a role in reducing infections in athletes?, Eur J Appl Physiol, 73(5):488-90, 1996.
(13) Chantler S et al., The Effects of Exercise on Indirect Markers of Gut Damage and Permeability: A Systematic Review and Meta-analysis, Sports Med Auckl Nz, 51(1):113-24, 2021.