글루타민

3. 생산

글루타민은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 또는 브레비박테리움 플라붐(Brevibacterium flavum)의 돌연변이체를 사용하여 산업적으로 생산된다.^[57][19] 이들은 포도당을 탄소 공급원으로 사용하여 이틀에 약 40 g/L의 글루타민을 생산한다.^[57] 글루타민은 글루타민 합성효소에 의해 글루탐산과 암모니아로부터 합성된다. 근육 조직은 전체 글루타민 합성의 약 90%를 차지하는 주요 생성 조직이다. 폐와 뇌에서도 소량의 글루타민이 생성된다.^[58] 간은 글루타민 합성 능력이 있지만, 간문맥계를 통해 장에서 유래된 글루타민을 흡수하기 때문에 글루타민 대사에서 생산보다는 조절 역할을 한다.^[47][6]

3. 1. 소비

4. 용도

글루타민은 인체에서 가장 풍부한 자연 발생 비필수 아미노산이며, 혈액뇌장벽을 직접 통과할 수 있는 몇 안 되는 아미노산 중 하나이다.^[47][6] 사람은 섭취하는 음식에서 단백질의 이화작용을 통해 글루타민을 얻는다.^[61][21] 아기의 성장이나 상처, 중병의 치유와 같이 조직이 만들어지거나 수복되는 상태에서 글루타민은 조건부 필수 아미노산이 된다.^[61][21]

운동이나 훈련 후에는 글루타민 보충이 권장되는데, 이는 글루타민이 운동 후 면역 억제를 완화하거나 글리코겐 회복을 촉진하는 효과가 보고되었기 때문이다.^[37]

2017년 미국 식품의약국(FDA)은 5세 이상의 낫 모양 적혈구 빈혈증 환자의 심각한 합병증을 줄이기 위해 L-글루타민 경구 분말인 엔다리(Endari)를 승인했다.^[62] L-글루타민 경구 분말은 희귀의약품 지정을 받았다.^[62]

글루타민은 의료 식품으로 판매되며, 의료 전문가가 환자의 신체가 내인성 합성이나 식이로 충족할 수 있는 것 이상으로 대사 요구가 있어 글루타민 보충이 필요하다고 판단할 때 처방된다.^[63]

몇몇 연구에 따르면 글루타민을 첨가한 식사는 장 기능, 장관 방어 기능, 장세포 증식 및 분화, 패혈증 감염률 감소와 관련이 있다.^[38] 이러한 “세척” 효과는 장이 다른 아미노산보다 글루타민을 더 빠르게 흡수하기 때문으로 여겨진다.^[38]

글루타민은 수술 후 상처 회복 기간을 단축하는 효과가 있다고 알려져 있다. 복강부 수술 시 환자에게 글루타민이 포함된 고칼로리 수액을 투여하면 입원 기간이 단축된다. 임상시험 결과, 글루타민 투여를 포함한 치료법으로 시술하면 질소 균형이 개선되고, 투여하지 않은 경우와 비교하여 과립구의 시스테이닐류코트리엔 생성, 림프구 회복, 장 투과율 향상이 관찰되며, 부작용이 없다는 것이 밝혀졌다.^[39]

4. 1. 영양

4. 2. 낫 모양 적혈구 빈혈증

4. 3. 의료 식품

4. 4. 소화 기능 보조

4. 5. 수술 후 회복 보조

5. 안전성

글루타민은 성인과 미숙아에게 안전하다.^[64] 글루타민은 신경학적 효과가 있는 글루탐산과 암모니아로 대사되지만 이들의 농도는 크게 증가하지 않고 신경학적 부작용도 발견되지 않았다.^[64] 정상적인 건강한 성인의 L-글루타민 보충에 대해 관찰된 안전 수준은 하루에 14 g이다.^[65]

글루타민은 가정에서 비경구로 영양을 섭취하는 사람과 간 기능에 이상이 있는 사람에게 처방되었다.^[66] 글루타민은 종양 세포의 증식에 영향을 미치지 않지만, 일부 암 유형에서는 글루타민 보충이 해로울 수 있다.^[67]

매우 높은 글루타민 소비에 적응한 사람들에게 글루타민의 보충을 중단하면 금단 효과가 시작되어 감염이나 장의 손상과 같은 건강 문제의 위험이 높아질 수 있다.^[67]

글루타민 제제는 미국식품의약국(FDA)의 태아 위험도 분류에서 C등급으로 분류되어 있다. 이는 동물실험에서 태아에 대한 유해성이 확인되었지만 사람에 대한 충분한 연구가 이루어지지 않은 물질에 대한 분류이며, 글루타민 제제의 임산부 또는 수유부에 대한 투여는 안전성이 확립되어 있지 않고 유익성이 위험성을 상회한다고 의사가 판단하는 경우에만 시행된다.^[40][41]

6. 구조

글루타민은 L-글루타민과 D-글루타민의 두 가지 거울상 이성질체 형태로 존재할 수 있다. 자연에서 발견되는 형태는 L-글루타민이다. 글루타민은 α-아미노기(생물학적 조건에서 양성자화된 −NH₃⁺ 형태)와 α-카복실기(생물학적 조건에서 탈양성자화된 −COO⁻ 형태)를 포함하고 있으며, 중성 pH에서 양쪽성 이온 형태로 존재한다.

7. 연구

글루타민 구강청결제는 화학요법을 받는 사람들의 구강 점막염을 예방하는 데 유용할 수 있지만, 정맥 내 글루타민은 위장관 점막염 예방에는 효과가 없는 것으로 보인다.^[69]

글루타민 보충제는 중증 질환자나 복부 수술을 받은 사람의 합병증을 줄이는 데 잠재력이 있다고 여겨졌지만, 이는 질이 낮은 임상 시험에 근거한 것이었다.^[70] 크론병이나 염증성 장질환이 있는 성인이나 소아에게는 보충제가 효과가 없는 것으로 보이며, 2016년 기준으로 임상 연구의 힘이 부족했다.^[71] 위장관에 심각한 문제가 있는 유아에게는 보충제가 효과가 없는 것으로 나타났다.^[72]

일부 운동선수는 L-글루타민을 보충제로 사용한다. 연구에 따르면 보충제의 만성적인 경구 투여는 강렬한 유산소 운동과 과도한 운동으로 인한 손상과 염증에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났지만, 웨이트 트레이닝으로 인한 근육 회복에 미치는 영향은 불분명하다.^[73]

식물의 스트레스 조건(가뭄, 손상, 토양 염분)은 초과산화물 불균등화효소, L-아스코르브산 산화효소 및 델타 1 DNA 중합효소와 같은 식물 효소의 합성을 유발한다.^[34] 강한 토양 염분 조건으로 시작되는 이 과정을 제한하는 것은 식물에 외인성 글루타민을 투여함으로써 달성할 수 있다. 초과산화물 불균등화효소 합성을 담당하는 유전자 발현 수준의 감소는 글루타민 농도 증가에 따라 증가한다.^[34]

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