Glutamin kommt in freier Form im Blutserum, in der Muskulatur und in der Flüssigkeit des Gehirns und des Rückenmarks vor. Glutamin bildet 60 % aller freien Aminosäuren und ist damit mit Abstand die Aminosäure, die am häufigsten vorkommt.

Glutamin ist Energiesubstrat

Darm

Glutamin ist Energiesubstrat für alle sich schnell teilenden Zellen, wie z.B. die Schleimhautzellen des Dünndarmes sowie die Immunzellen, die sich im Übrigen zu einem hohen Anteil im Dünndarm befinden. Glutamin ist erforderlich für die Unversehrtheit der Darmwand; sie ist die Voraussetzung dafür, dass keine schädlichen Keime in die Blutbahn gelangen, die ggf. eine  Blutvergiftung auslösen könnten. Glutamin kann bei Magen-Darm-Erkrankungen wie Morbus Crohn, Colitis ulcerosa, entzündlichem Durchfall, Magengeschwüren oder Gastritis helfen, weil es die Regeneration der Schleimhautzellen fördert.

Immunystem

Da die Zellen des Immunsystems eine hohe Teilungsrate haben, sind diese auf eine ausreichende Glutaminverfügbarkeit angewiesen. Bei schweren Erkrankungen, wie z.B. Operationen, Infektionen, Traumen Verbrennungen oder  Entzündungen, entsteht häufig ein Glutaminmangel, weil der Glutaminbedarf deutlich ansteigt. Deshalb kann bei solchen Stoffwechselzuständen die zusätzliche Gabe von Glutamin zur Stärkung des Immunsystems erforderlich sein.

Sport

Auch bei Kraft- und Ausdauersport hat sich eine Glutaminsupplementierung bewährt. Sportler, die einer intensiven, lang andauernden körperlichen Belastung ausgesetzt sind, haben eine höhere Infektanfälligkeit. Glutamin kann dieser entgegenwirken.

Proteinmangel

Bei einem starken Proteinmangel, z.B. aufgrund strenger einseitiger Diät oder Krankheit, kann eine Glutaminsupplementierung ebenfalls sinnvoll sein, um die Muskelproteinsynthese und den Glukosestoffwechsel zu unterstützen.

Glutamin ist wichtig für das Gehirn

Aus Glutamin können die für das Gehirn wichtigen Botenstoffe Glutaminsäure und GABA gebildet werden.  Ein Ungleichgewicht dieser beiden Neurotransmitter ist bei Erkrankungen des Nervensystems von großer Bedeutung.  GABA ist ein Botenstoff des Nervensystems mit dämpfendem Effekt. Bestimmte beruhigende Wirkungen mancher Medikamente, wie z.B. von Valium, beruhen auf einer Verstärkung der GABA-Wirkung.

Glutaminsäure hingegen ist ein erregender Neurotransmitter, der z.B. für die Konzentration und für Lernvorgänge von großer Bedeutung ist.

Im Glutaminstoffwechsel entsteht Ammoniak, ein schädliches Nervengift, das die Hirnfunktionen beeinträchtigen kann. Durch die Synthese von Glutamin aus Glutaminsäure wird die Bildung dieser toxischen Substanz verringert.
Da Glutamin auch Energiesubstrat ist, wenn dem Stoffwechsel zu wenig Glukose zur Verfügung steht, profitiert in erster Linie das Gehirn.

Weitere Funktionen

Glutamin ist neben den Aminosäuren Glycin und Cystein Baustein des Glutathionmoleküls. Glutathion ist wichtig für ein gutes Zellmillieu und nimmt damit Einfluss auf ein gut funktionierendes Immunsystem.
Als wichtiger Stickstofflieferant ist Glutamin für die Synthese von Purinen, also für die Erbsubstanz (DNA) erforderlich, und es ist an der Regulation des Säuren-Basen-Haushalts beteiligt.