ГАЛАКТОЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, МЕТАБОЛИЗЪМ И ПАТОЛОГИИ - ХИМИЯ - 2025

Най- галактоза е монозахарид захар намира главно в мляко и други млечни продукти. Свързвайки се с глюкозата, те образуват лактозен димер. Той функционира като структурен компонент на мембраните на нервните клетки, е от съществено значение за лактацията при бозайниците и може да служи като източник на енергия.

Потреблението му в диетата обаче не е задължително. Различни метаболитни проблеми, свързани с галактоза, водят до патологии като непоносимост към лактоза и галактоземия.

структура

Галактозата е монозахарид. Това е шест-въглеродна алдоза, с молекулна формула C ₆ H ₁₂ O ₆. Молекулното тегло е 180 g / mol. Тази формула е същата за други захари, като глюкоза или фруктоза.

Тя може да съществува във формата си с отворена верига или също да присъства в цикличната си форма. Това е епимер на глюкозата; те се различават само при въглероден номер 4. Терминът епимер се отнася до стереоизомер, който се различава само в положението на неговите центрове.

Характеристика

В диетата

Основният източник на галактоза в диетата е лактозата, която идва от млечните продукти. Може да се използва като източник на енергия.

Приносът в диетата обаче не е съществен за организма, тъй като UDP-глюкозата може да се трансформира в UDP-галактоза и този метаболит може да изпълнява функциите си в организма като съставна част от група гликолипиди.

Няма тип изследване, което да разкрие някаква патология, свързана с ниска консумация на галактоза. За разлика от тях, при моделни животни се съобщава за прекомерна консумация като токсична. Всъщност излишната галактоза се свързва с катаракта и окислително увреждане.

При децата обаче лактозата допринася 40% от енергията в диетата им, докато при възрастните този процент намалява до 2%.

Структурни функции: гликолипиди

Галактозата присъства в специфична група гликолипиди, наречени цереброзиди. Цереброзидите, които съдържат галактоза в структурата си, се наричат ​​галактоцереброзиди или галактолипиди.

Тези молекули са основни компоненти на липидните мембрани, по-специално на нервните клетки в мозъка; оттук и името му.

Цереброзидите се разграждат от ензима лизозим. Когато тялото не е в състояние да ги разгради, тези съединения се натрупват. Това състояние се нарича болест на Краббе.

Синтез на лактоза при бозайници

Галактозата има основна роля в синтеза на лактоза. При бозайниците млечните жлези произвеждат големи количества лактоза след бременност, за да се хранят малките си.

Този процес се задейства при жените от серия хормони, характерни за бременността. Реакцията включва UDP-галактоза и глюкоза. Тези две захари се сливат под действието на ензима лактозна синтетаза.

Този ензимен комплекс до известна степен е химерен, тъй като неговите съставни части не са свързани с неговата функция.

Една от неговите части е изградена от галактозил трансфераза; при нормални условия функцията му е свързана с гликозилирането на протеини.

Другата част на комплекса е изградена от α-лакталбумин, който е много подобен на лизозима. Този ензимен комплекс е завладяващ пример за еволюционни модификации.

метаболизъм

Лактозата е захар, съдържаща се в млякото. Това е дизахарид, образуван от монозахаридите глюкоза и галактоза, свързани заедно с β-1,4-гликозидна връзка.

Галактозата се получава от хидролизата на лактозата, като този етап се катализира от лактазата. В бактериите има аналогичен ензим, наречен β-галактозидаза.

Ензимът хексокиназа, присъстващ в първия етап на гликолитичния път, е в състояние да разпознава различни захари, като глюкоза, фруктоза и маноза. Той обаче не разпознава галактоза.

Ето защо етапът на конверсия, наречен епимеризация, трябва да се извърши като етап преди гликолизата. Този път е предназначен да превърне галактозата в метаболит, който може да влезе в гликолиза, по-специално глюкоза-6-фосфат.

Разграждането на галактоза е възможно само в амниотични клетки, чернодробни клетки, еритроцити и левкоцити (кръвни клетки). Чернодробният път е известен като пътеката на Лелуар в чест на откривателя му Луис Федерико Лелуар, важен аржентински учен.

Галактозата се поема от ентероцитите чрез активен транспорт, чрез SGLT1, SGC5A1 (котранспортери на натрий-глюкоза) и в по-малка степен от SGLT2.

Стъпки на метаболизма

Етапите на метаболизма са обобщени, както следва:

- Галактозата се фосфорилира при първия въглерод. Този етап се катализира от ензима галактокиназа.

- Уридиловата група се прехвърля в глюкозо-1-фосфат чрез галактоза-1-фосфат уридилтрансфераза. Резултатът от тази реакция е глюкозо-1-фосфат и UDP-галактоза.

- UDP-галактоза се трансформира в UDP-глюкоза, етап, катализиран от UDP-галактоза-4-епимераза.

- Накрая, глюкозо-1-фосфатът се трансформира в глюкозо-6-фосфат. Това съединение може да влезе в гликолитичния път.

Тези реакции могат да се обобщят като: галактоза + АТФ -> глюкоза-1-фосфат + ADP + H ⁺

Регулацията на галактозната хомеостаза е сложна и силно интегрирана с регулацията на други въглехидрати.

Патологии, свързани с метаболизма на галактоза

Галактоземията

Галактоземия е патология, при която тялото не е в състояние да метаболизира галактозата. Причините му са генетични и лечението му включва диета без галактоза.

Той обхваща серия от разнообразни симптоми, като повръщане, диария, умствена изостаналост, проблеми с развитието, проблеми с черния дроб и образуването на катаракта. В някои случаи заболяването може да бъде фатално и засегнатият индивид умира.

Пациентите с това състояние не притежават ензима галактоза-1-фосфат уридилтрансфераза. Тъй като останалите метаболитни реакции не могат да продължат, този силно токсичен продукт се натрупва в организма.

Непоносимост към лактоза

При някои възрастни има дефицит на ензима лактаза. Това състояние не позволява нормалния метаболизъм на лактозата, така че консумацията на млечни продукти води до промени в стомашно-чревния тракт.

Заслужава да се спомене, че дефицитът на този ензим се проявява естествено, тъй като хората остаряват, тъй като диетата на възрастен предполага по-ниско значение на лактозата и млечните продукти в диетата.

Микроорганизмите, които обитават дебелото черво, могат да използват лактозата като източник на въглерод. Крайните продукти на тази реакция са метан и водороден газ.

Препратки

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Биохимия. Обърнах се.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Биология. Редакция Médica Panamericana.
3. Horton-Szar, D. (2010). Основното в метаболизма и храненето. Elsevier.
4. Колмайер, М. (2015). Хранителен метаболизъм: структури, функции и гени. Академична преса.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Биохимия. Основи за медицината и науките за живота. Обърнах се.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Метаболитна биохимия. Редакция Тебар.
7. Rodríguez, MH, & Gallego, AS (1999). Договор за хранене. Издания на Díaz de Santos.
8. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2007). Основи на биохимията. Редакция Médica Panamericana.