谷胺酰胺是肠粘膜细胞及各种快速生长化细胞如
淋巴细胞、
巨噬细胞的主要呼吸燃料，同时这些细胞用谷胺酰胺做嘌呤和嘧啶合成前体。
败血症时，各个器官加快谷胺酰胺的代谢，从而使肠、肾和
淋巴细胞对谷胺酰胺的摄取增加。这种摄取通常大于释放，因而导致机体谷胺酰胺贮存的耗竭。肌肉中谷胺酰胺浓度下降 50% ，因此，重新装满肌肉谷胺酰胺库十分重要。
在危重病人中感染的主要原因是由于肠道粘膜萎缩的发生导致了细菌和内毒素的移位。根据谷胺酰胺对肠道粘膜的特殊营养作用，在氨基酸溶液中加入谷胺酰胺能够保护肠道粘膜并能防止肠道屏障的破坏，降低
肠源性感染的发生。