Galactose: Estrutura, Funções, Metabolismo e Patologias

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.

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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.

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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.

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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.

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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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