ГАЛАКТОЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПАТОЛОГИИ - ХИМИЯ - 2025

Галактозы является моносахарид сахар , содержащийся в основном в молоке и других молочных продуктов. Связываясь с глюкозой, они образуют димер лактозы. Он функционирует как структурный компонент мембран нервных клеток, необходим для лактации у млекопитающих и может служить источником энергии.

Однако употребление его в рационе не обязательно. Различные метаболические проблемы, связанные с галактозой, приводят к таким патологиям, как непереносимость лактозы и галактоземия.

Структура

Галактоза - это моносахарид. Это шестиуглеродная альдоза с молекулярной формулой C ₆ H ₁₂ O ₆ . Молекулярная масса 180 г / моль. Эта формула одинакова для других сахаров, таких как глюкоза или фруктоза.

Он может существовать в форме открытой цепочки или также присутствовать в циклической форме. Это эпимер глюкозы; они различаются только углеродным числом 4. Термин эпимер относится к стереоизомеру, который отличается только положением своих центров.

Характеристики

В диете

Основным источником галактозы в рационе является лактоза, которая поступает из молочных продуктов. Его можно использовать как источник энергии.

Однако вклад в диету не является существенным для организма, поскольку UDP-глюкоза может превращаться в UDP-галактозу, и этот метаболит может выполнять свои функции в организме в качестве составной части группы гликолипидов.

Не существует исследования, которое выявляло бы какую-либо патологию, связанную с низким потреблением галактозы. Напротив, чрезмерное потребление считается токсичным для модельных животных. Фактически, избыток галактозы связан с катарактой и окислительным повреждением.

Однако у детей лактоза обеспечивает 40% энергии в их рационе, а у взрослых этот процент снижается до 2%.

Структурные функции: гликолипиды.

Галактоза присутствует в особой группе гликолипидов, называемых цереброзидами. Цереброзиды, содержащие в своей структуре галактозу, называются галактоцереброзидами или галактолипидами.

Эти молекулы являются важными компонентами липидных мембран, в частности нервных клеток головного мозга; отсюда и его название.

Цереброзиды разлагаются ферментом лизозимом. Когда организм не может их расщепить, эти соединения накапливаются. Это состояние называется болезнью Краббе.

Синтез лактозы у млекопитающих

Галактоза играет фундаментальную роль в синтезе лактозы. У млекопитающих молочные железы вырабатывают большое количество лактозы после беременности, чтобы прокормить детенышей.

У женщин этот процесс запускается рядом гормонов, характерных для беременности. В реакции участвуют UDP-галактоза и глюкоза. Эти два сахара сливаются под действием фермента лактозосинтетазы.

Этот ферментный комплекс в определенной степени химерный, поскольку его составные части не связаны с его функцией.

Одна из его частей состоит из галактозилтрансферазы; в нормальных условиях его функция связана с гликозилированием белков.

Другая часть комплекса состоит из α-лактальбумина, который очень похож на лизоцим. Этот ферментный комплекс - замечательный пример эволюционных модификаций.

метаболизм

Лактоза - это сахар, содержащийся в молоке. Это дисахарид, образованный моносахаридами глюкозой и галактозой, связанными вместе β-1,4-гликозидной связью.

Галактоза получается в результате гидролиза лактозы, эта стадия катализируется лактазой. В бактериях есть аналогичный фермент, называемый β-галактозидазой.

Фермент гексокиназа, присутствующий на первом этапе гликолитического пути, способен распознавать различные сахара, такие как глюкоза, фруктоза и манноза. Однако он не распознает галактозу.

Вот почему стадия превращения, называемая эпимеризацией, должна происходить перед гликолизом. Этот путь предназначен для превращения галактозы в метаболит, который может участвовать в гликолизе, в частности, в глюкозо-6-фосфат.

Распад галактозы возможен только в амниотических клетках, клетках печени, эритроцитах и ​​лейкоцитах (клетках крови). Путь печени известен как путь Лелуара в честь его первооткрывателя Луиса Федерико Лелуара, важного аргентинского ученого.

Галактоза поглощается энтероцитами посредством активного транспорта через SGLT1, SGC5A1 (котранспортеры натрия и глюкозы) и, в меньшей степени, через SGLT2.

Этапы метаболизма

Шаги метаболизма резюмируются следующим образом:

- Галактоза фосфорилируется по первому атому углерода. Этот этап катализируется ферментом галактокиназой.

- Уридильная группа переносится на глюкозо-1-фосфат с помощью галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы. Результатом этой реакции является глюкозо-1-фосфат и УДФ-галактоза.

- UDP-галактоза превращается в UDP-глюкозу, стадия, катализируемая UDP-галактозо-4-эпимеразой.

- Наконец, глюкозо-1-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат. Это соединение может попасть в гликолитический путь.

Эти реакции можно резюмировать как: галактоза + АТФ -> глюкозо-1-фосфат + АДФ + Н ^+.

Регуляция гомеостаза галактозы сложна и тесно связана с регуляцией других углеводов.

Патологии, связанные с метаболизмом галактозы

галактоземия

Галактоземия - это патология, при которой организм не может метаболизировать галактозу. Его причины являются генетическими, и его лечение включает диету без галактозы.

Он включает в себя ряд разнообразных симптомов, таких как рвота, диарея, умственная отсталость, проблемы развития, проблемы с печенью и образование катаракты. В некоторых случаях болезнь может быть смертельной, и пострадавший умирает.

Пациенты с этим заболеванием не обладают ферментом галактозо-1-фосфатуридилтрансферазой. Поскольку остальные метаболические реакции не могут продолжаться, этот высокотоксичный продукт накапливается в организме.

Непереносимость лактозы

У некоторых взрослых наблюдается дефицит фермента лактазы. Это состояние не позволяет нормальному метаболизму лактозы, поэтому потребление молочных продуктов вызывает изменения в желудочно-кишечном тракте.

Следует отметить, что дефицит этого фермента возникает естественным образом по мере взросления людей, поскольку диета взрослого человека предполагает меньшее значение лактозы и молочных продуктов в рационе.

Микроорганизмы, населяющие толстый кишечник, могут использовать лактозу в качестве источника углерода. Конечными продуктами этой реакции являются метан и водород.

Ссылки

1. Берг, Дж. М., Страйер, Л., и Тимочко, Дж. Л. (2007). Биохимия. Я поменял направление.
2. Кэмпбелл, Северная Каролина, и Рис, Дж. Б. (2007). Биология. От редакции Médica Panamericana.
3. Хортон-Сар, Д. (2010). Основы обмена веществ и питания. Elsevier.
4. Кольмайер, М. (2015). Метаболизм питательных веществ: структуры, функции и гены. Академическая пресса.
5. Мюллер-Эстерль, В. (2008). Биохимия. Основы медицины и наук о жизни. Я поменял направление.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Метаболическая биохимия. Редакция Тебар.
7. Родригес, MH, & Gallego, AS (1999). Договор о питании. Издания Диаса де Сантоса.
8. Воет Д., Воет Дж. Г. и Пратт CW (2007). Основы биохимии. От редакции Médica Panamericana.