O alfa-cetoglutarato é transaminado, junto com a glutamina, para formar o [[neurotransmissor]] excitatório [[glutamato]]. O glutamato pode ser então descarboxilado (numa reacção que requer a presença de [[vitamina B6|vitamina B<sub>6</sub>]]) a [[ácido gama-aminobutírico]] (GABA), um neurotransmissor inibitório.
Também pode desempenhar um papel significante na desintoxicação de [[amônia]] no cérebro.<ref>[http://www.autismstudies.info/AutismStudies.info/Fever_glutamine.html Does infectious fever relieve autistic behavior by releasing glutamine from skeletal muscles as provisional fuel?]</ref><ref>{{citecitar journalperiódico|lastúltimo =Ott|firstprimeiro =P|author2autor2 =Clemmesen, O |author3autor3 =Larsen, FS |titletítulo=Distúrbios metabólicos cerebrais no cérebro durante insuficiência hepática aguda: da hiperamonemia à falência de energia e proteólise.|journalperiódico=Neurochemistry international|datedata=Juljulho de 2005|volume=47|issuenúmero=1–2|pagespáginas=13–8|pmid=15921824|doi=10.1016/j.neuint.2005.04.002}}</ref><ref>{{citecitar journalperiódico|lastúltimo =Hares|firstprimeiro =P|author2autor2 =James, IM |author3autor3 =Pearson, RM |titletítulo=Effect of ornithine alpha ketoglutarate (OAKG) on the response of brain metabolism to hypoxia in the dog.|journalperiódico=Stroke; a journal of cerebral circulation|datedata=May–Junmaio–junho de 1978|volume=9|issuenúmero=3|pagespáginas=222–4|doi=10.1161/01.STR.9.3.222|pmid=644619|url=http://stroke.ahajournals.org/content/9/3/222.full.pdf}}</ref>
=== Relação com o dioxigénio ===
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=== Antioxidante ===
O α-cetoglutarato é conhecido por ser libertado por vários tipos de células em meio ao [[estresse oxidativo celular]], diminuindo os níveis de [[peróxido de hidrogénio]], sendo convertido em succinato em meio de cultura celular.<ref>{{citecitar journalperiódico|lastúltimo =Long|firstprimeiro =L|author2autor2 =Halliwell, B |titletítulo=Artefacts in cell culture: α-Ketoglutarate can scavenge hydrogen peroxide generated by ascorbate and epigallocatechin gallate in cell culture media.|journalperiódico=Biochemical and Biophysical Research Communications |datedata=2011 |volume=406 |issuenúmero=1 |pagespáginas=20–24 |doi=10.1016/j.bbrc.2011.01.091 |pmid=21281600}}</ref>
