Em várias espécies de mamíferos, o intestino é o principal local de utilização da glutamina e o epitélio do intestino delgado é considerado o principal órgão da captação de glutamina. O lúmen intestinal dos mamíferos é revestido com uma única camada de células epiteliais. Como essas células são renovadas a cada quatro a cinco dias, é necessário um elevado e contínuo nível de proliferação celular para manter a homeostase. Em geral, a proliferação celular é regulada por várias vias de sinalização e hormônios, como fatores de crescimento. Quando a proliferação é ativada por esses sinais, as células-tronco intestinais residentes na cripta se diferenciam em tipos de células epiteliais especializadas, incluindo enterócitos, células caliciformes, células paneth (Pequenas células existentes no tecido que cobre o interior do intestino delgado, e detectam a presença de bactérias liberando substâncias antibióticas que as destroem) e enterócitos, o que permite a manutenção da integridade normal do tecido intestinal. A glutamina influencia várias vias de sinalização que regulam a regulação e proliferação celular. 

Sinalização de glutamina no intestino

A glutamina é um nutriente essencial para a função do intestino delgado, funciona como um sinal para promover a renovação celular no intestino, inibe a apoptose nas células intestinais, é necessário para a estabilização das junções e possui efeitos anti-inflamatórios no intestino (por exemplo, diminui a produção de interleucinas pró-inflamatórias 6 e 8 , melhora a produção de interleucina anti-inflamatória 10 e reduz a expressão da proteína NF-κB). Portanto, a glutamina desempenha um papel fundamental no metabolismo das células em rápida divisão, incluindo enterócitos e linfócitos, que podem contribuir para seus efeitos clínicos benéficos. A homeostase da mucosa intestinal é alcançada através de um equilíbrio entre a proliferação celular e a apoptose. Enquanto a glutamina regula positivamente as proteínas anti-apoptóticas e regula as proteínas pró-apoptóticas nas células T, ela evita a apoptose nas linhas celulares epiteliais de ratos derivadas da mucosa intestinal; Sua suplementação impede a apoptose espontânea induzida por citocinas nas células intestinais de camundongos pela formação de glutationa. Além disso, a escassez de glutamina induz apoptose através da ativação da caspase. Em resumo, a glutamina pode desempenhar um papel no efeito protetor intestinal, inibindo a apoptose por meio de regulação negativa do fator de transcrição Sp3, contribuindo para a sobrevivência celular durante o estresse fisiológico pela indução de autofagia, modulando a função da barreira intestinal em condições basais e inflamatórias ou por seu efeito anti-inflamatório via indução da degradação nuclear da subunidade NF-κB p65.

Proliferação celular

A glutamina é um regulador chave do crescimento celular controlado por aminoácidos através do caminho de sinalização da rapamicina (mTOR) em mamíferos nas células epiteliais intestinais de ratos. A glutamina inibe a ativação da p70 S6 quinase e a fosforilação da proteína 1 de ligação ao eIF-4E induzida por arginina e leucina nas células epiteliais intestinais de ratos. Nakajo et al. propuseram um novo conceito para o papel biológico da fosforilação de mTOR e crescimento celular intestinal: o sinal induzido pela glutamina pode estimular a proliferação celular e aumentar o número de células, enquanto a leucina ou arginina induz o sinal de crescimento celular (aumento do tamanho da célula) nas células epiteliais intestinais de ratos. A acidose metabólica estimula o transporte de glutamina por vias de sinalização que levam à transcrição do gene transportador de glutamina e à absorção intestinal de glutamina.

A captação de glutamina. 

A captação de glutamina pelas células epiteliais se faz a partir do lúmen intestinal e dos capilares, através da membrana baso-lateral. O transporte através da membrana a partir do lumén, se faz por meio de uma via Na+ dependente e em menor grau por uma via Na+ independente. O transporte através da membrana basolateral é Na+ e pH dependente. Estudos adicionais demonstraram, por estudo através de carbono e nitrogênio marcados, que a glutamina é igualmente metabolizada, independentemente da  via pela qual é absorvida. O metabolismo intracelular da glutamina é regulado através de duas enzimas principais: a glutaminase, que catalisa a hidrólise da glutamina em glutamato e a glutamino-sintetase, que catalisa a síntese de glutamina a partir de glutamato e amônia. As células epiteliais da mucosa intestinal possuem uma alta concentração de glutaminase, compatível com as altas taxas de captação e consumo de glutamina. Funcionalmente a glutamina é utilizada pelo intestino como uma importante fonte energética, como fonte de nitrogênio amídico para a síntese de nucleotídeos e no processamento de carbono e nitrogênio oriundos de outros tecidos para posterior utilização pelo fígado e pelos rins. Através de vias metabólicas secundárias, a glutamina fornece ainda carbono e nitrogênio para a síntese de alanina, citrulina e prolina. 

A glutamina foi adicionada à água potável de ratas muito velhas (27 meses) por 10 meses de vida por 7 dias consecutivos por mês (20% de proteína na dieta; média dos 10 tratamentos com glutamina, 0,8 ± 0,1 g / rato / d). O tratamento a longo prazo com glutamina iniciado antes da idade avançada mantém o peso corporal dos ratos e tem um efeito benéfico nos enterócitos, aumentando a massa intestinal e melhorando a altura das vilosidades da mucosa, evitando assim a atrofia intestinal encontrada na idade avançada. 

De forma genérica pode-se afirmar que, o intestino não é apenas um órgão de digestão e absorção, mas também assume papel importante função no sistema imunológico. A nutrição é reconhecida por modular e melhorar a resposta imune neste ambiente.  

Referências:

1. DANIELA SANDLER. Armas do corpo contra bactérias invasoras ficam escondidas em “criptas’; mecanismo de defesa era desconhecido. Folha de São Paulo. Ciência. São Paulo, sexta-feira, 18 de agosto de 2000. 
2. Dominique Meynial-Denis. Glutamine metabolism in advanced age. Nutrition Reviews, Volume 74, Issue 4, April 2016, Pages 225–236.
3. Gustavo Canul-Medina  y cols. Glutamina en nutrición clínica. Revista de Endocrinología y Nutrición 2009;17(4):161-169. 
4. LOPES-PAULO F. Efeitos da glutamina sobre a parede intestinal e sua aplicabilidade potencial em coloproctologia. Rev bras Coloproct, 2005;25(1):75-78.
5. Min-Hyun Kim and Hyeyoung Kim^* The Roles of Glutamine in the Intestine and Its Implication in Intestinal Diseases. Int J Mol Sci. 2017 May; 18(5): 1051.