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La glutamina tiene un papel importante en el metabolismo de las proteínas de ahí que pueda tener un efecto antiproteolítico en los deportistas sometidos a entrenamientos con gran destrucción muscular. Se propone la administración de glutamina para evitar la aparición de fatiga, favorecer la recuperación de las fibras musculares, evitar procesos catabólicos en situaciones de estrés metabólico y, con ello, disminuir la incidencia de infecciones.
La glutamina es el aminoácido más abundante en el organismo, aunque no es un aminoácido esencial ya que el organismo lo puede sintetizar a partir de otros aminoácidos. Constituye un importante reservorio de nitrógeno amoniacal que puede utilizarse para muchas funciones sintéticas, por ejemplo, la obtención de glucosamina y de purinas; sirve también como fuente de ión amonio en el riñón para conservar la reserva alcalina. Estimula la glucógeno sintetasa, por lo que es de gran importancia en el deportista (en particular en deportes de medio y gran fondo). En este sentido, hay trabajos que demuestran un beneficio en la glucogenosíntesis tras el agotamiento del glucógeno almacenado suministrando bebidas con glutamina añadida a los carbohidratos de rápida asimilación.

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