L-谷氨酰胺具有保护肌肉量，减去疲劳感的作用。人在剧烈运动后，肌肉中会产生大量乳酸，人体依靠肌肉分解产生谷氨醜胺从而中和乳酸，防止乳酸中毒，人体补充外来的L-谷氨酰胺，可减少肌肉的分解，保持并増加肌肉量。宋文燕等研究了人运动后血浆中L-谷氨酰胺的含量的变化情况，研究显示，人迸增负荷运动降低血浆L-谷氨酰胺的含量。过度训练会导致一些生理上的不良反应，研巧表明，过度训练的大鼠血浆中L-谷氨酰胺含量显著降低，导致大鼠肠粘膜超微结构和免疫功能发生改变，而补充外源性L-谷氨酰胺则明显改善这种状况。