Im katabolen Zustand, zum Beispiel bei intensivem Training, baut der Körper Proteine zu Aminosäuren ab, um diese für die Energiegewinnung verbrennen zu können.

Die Aminosäuren Leucin, Isoleucin und andere Aminosäuren werden zu Glutaminsäure transferiert, wobei Glutamin gewonnen wird. Dieses wird vom Darm aufgenommen und in Alanin umgewandelt, was dann wiederum von der Leber als Energielieferant aufgenommen wird.

Glutamin ist aber nicht nur Energielieferant, es ist darüber hinaus ein idealer Stickstoff-Transporteur. Durch seine besondere Molekülstruktur kann es Amidstickstoff leicht binden, im Körper dorthin transportieren, wo es zum Muskelaufbau benötigt wird, und dort auch wieder leicht lösen und damit zum Aufbau freigeben.

Glutamin, das normalerweise aus dem Muskelgewebe abgegeben wird, verbessert die Funktion des Magen-Darm-Traktes, steigert die Glycogenproduktion in der Leber und wird für den Abbau des im Zellstoffwechsel anfallenden „Zellgiftes“ Ammoniak zu Harnstoff benötigt (Harnstoffzyklus).

Glutamin übernimmt auch noch andere wichtige Aufgaben in den Zellen. Es erhöht die DNA- und RNA-Biosynthese, fördert das Zellwachstum und wird außerdem für die Herstellung von bestimmten Aminozuckern, Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und wie oben schon gesagt, Proteinen benötigt. Schließlich ist Glutamin essentiell an der Biosynthese von Glutathion – dem wohl wichtigsten, wasserlöslichen Antioxidant innerhalb der Zellen – beteiligt.

Glutamin stimuliert die Zellen des Immunsystems, die es für ihren Energie- und Nukleinsäurestoffwechsel benötigen. Die sogenannten Immunozyten, die Auslöser einer Immunreaktion, benötigen hohe Plasmakonzentrationen an Glutamin.

Ein niedriger Plasmaglutaminspiegel beeinträchtigt somit das Immunsystem.

Die Schwächung des Immunsystems, die häufig mit einem Übertraining einhergeht, wird in erster Linie dadurch verursacht, dass die Muskulatur vermehrt Glutamin abbaut, wodurch der Plasmaglutaminspiegel über Wochen erheblich reduziert sein kann.