A galactose é um açúcar monossacarídeo encontrado principalmente em leite e outros produtos lácteos. Ligando-se à glicose, eles formam o dímero da lactose. Funciona como um componente estrutural das membranas das células nervosas, é indispensável para a amamentação em mamíferos e pode servir como fonte de energia.
No entanto, seu consumo na dieta não é obrigatório. Vários problemas metabólicos relacionados à galactose levam a patologias como intolerância à lactose e galactosemia.
Estrutura
A galactose é um monossacarídeo. É uma aldose de seis carbonos, com fórmula molecular C 6 H 12 O 6 . O peso molecular é de 180 g / mol. Essa fórmula é igual a outros açúcares, como glicose ou frutose.
Pode existir na sua forma de cadeia aberta ou também presente na sua forma cíclica. É um epímero de glicose; eles diferem apenas no número de carbono 4. O termo epímero refere-se a um estereoisômero que difere apenas na posição de seus centros.
Funções
Na dieta
A principal fonte de galactose na dieta é a lactose, proveniente de produtos lácteos. Pode ser usado como fonte de energia.
No entanto, a contribuição da dieta não é essencial para o organismo, pois a UDP-glicose pode ser transformada em UDP-galactose e esse metabólito pode desempenhar suas funções no organismo como constituinte de um grupo de glicolipídios.
Não há estudo que revele qualquer patologia associada ao baixo consumo de galactose. Em contraste, o consumo excessivo foi relatado como tóxico em animais modelo. De fato, o excesso de galactose está associado a cataratas e danos oxidativos.
No entanto, nas crianças, a lactose contribui com 40% da energia da dieta, enquanto nos adultos esse percentual diminui para 2%.
Funções estruturais: glicolipídios
A galactose está presente em um grupo específico de glicolipídios chamados cerebrosídeos. Cerebrosídeos que contêm galactose em sua estrutura são chamados galactocerebrósidos ou galactolipídeos.
Essas moléculas são componentes indispensáveis das membranas lipídicas, especificamente células nervosas no cérebro; daí o nome dele.
Cerebrosídeos são degradados pela enzima lisosima. Quando o corpo não é capaz de degradá-los, esses compostos se acumulam. Esta condição é chamada doença de Krabbe.
Síntese de lactose em mamíferos
A galactose tem um papel fundamental na síntese de lactose. Nos mamíferos, as glândulas mamárias produzem grandes quantidades de lactose após a gravidez para alimentar seus filhotes.
Esse processo é desencadeado nas mulheres por uma série de hormônios característicos da gravidez. A reação envolve UDP-galactose e glicose. Esses dois açúcares são fundidos pela ação da enzima lactose sintetase.
Este complexo enzimático é, até certo ponto, quimérico, pois as partes que o compõem não estão relacionadas à sua função.
Uma de suas partes é constituída por uma galactosil transferase; Sob condições normais, sua função está relacionada à glicosilação de proteínas.
A outra parte do complexo é formada por α-lactoalbumina, que é muito semelhante à lisozima. Este complexo enzimático é um exemplo fascinante de modificações evolutivas.
Metabolismo
A lactose é um açúcar encontrado no leite. É um dissacarídeo formado pelos monossacarídeos glicose e galactose ligados entre si por uma ligação β-1,4-glicosídica.
A galactose é obtida a partir da hidrólise da lactose, esta etapa é catalisada pela lactase. Nas bactérias, existe uma enzima análoga chamada β-galactosidase.
A enzima hexoquinase, presente na primeira etapa da via glicolítica, é capaz de reconhecer açúcares diferentes, como glicose, frutose e manose. No entanto, não reconhece a galactose.
É por isso que a etapa de conversão denominada epimerização deve ocorrer como uma etapa anterior à glicólise. Essa rota visa converter a galactose em um metabólito que pode entrar na glicólise, especificamente glicose-6-fosfato.
A degradação da galactose só é possível em células amnióticas, células hepáticas, eritrócitos e leucócitos (células sanguíneas). A via hepática é conhecida como via Leloir em homenagem ao seu descobridor, Luis Federico Leloir, um importante cientista argentino.
A galactose é tomada pelos enterócitos por transporte ativo, via SGLT1, SGC5A1 (cotransportadores de sódio e glicose) e, em menor grau, pelo SGLT2.
Etapas do metabolismo
As etapas do metabolismo estão resumidas da seguinte forma:
– A galactose é fosforilada no primeiro carbono. Este passo é catalisado pela enzima galactoquinase.
– O grupo uridil é transferido para glicose-1-fosfato pela galactose-1-fosfato-uridiltransferase. O resultado dessa reação é glicose-1-fosfato e UDP-galactose.
– UDP-galactose é transformada em UDP-glicose, um passo catalisado pela UDP-galactose-4-epimerase.
– Finalmente, a glicose-1-fosfato é transformada em glicose-6-fosfato. Este composto pode entrar na via glicolítica.
Essas reações podem ser resumidas em: galactose + ATP -> glicose-1-fosfato + ADP + H +
A regulação da homeostase da galactose é complexa e fortemente integrada à regulação de outros carboidratos.
Patologias associadas ao metabolismo da galactose
Galactosemia
A galactosemia é uma patologia na qual o corpo não é capaz de metabolizar a galactose. Suas causas são genéticas e seu tratamento inclui uma dieta livre de galactose.
Inclui uma série de sintomas variados, como vômitos, diarréia, retardo mental, problemas de desenvolvimento, problemas hepáticos e formação de catarata, entre outros. Em alguns casos, a doença pode ser fatal e o indivíduo afetado morre.
Pacientes que sofrem desta condição não possuem a enzima galactose-1-fosfato uridiltransferase. Incapaz de continuar o restante das reações metabólicas, este produto altamente tóxico se acumula no organismo.
Intolerância a lactose
Em alguns adultos, há uma deficiência da enzima lactase. Esta condição não permite o metabolismo normal da lactose, portanto, o consumo de produtos lácteos causa alterações no trato gastrointestinal.
Vale ressaltar que a deficiência dessa enzima ocorre naturalmente à medida que os indivíduos crescem, uma vez que a dieta de um adulto significa menos importância da lactose e de produtos lácteos na dieta.
Os microrganismos que habitam o intestino grosso podem usar a lactose como fonte de carbono. Os produtos finais desta reação são metano e gás hidrogênio.
Referências
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