Estrutura de Galactose, Funções, Metabolismo e Patologias

O galactose é um açúcar monossacarídeo encontrado principalmente no leite e outros produtos lácteos. Quando ligados à glicose, formam o dímero de 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.

Índice

• 1 estrutura
• 2 funções
  • 2.1 Na dieta
  • 2.2 Funções estruturais: glicolípidos
  • 2.3 Síntese de lactose em mamíferos
• 3 Metabolismo
  • 3.1 Etapas do metabolismo
• 4 Patologias associadas ao metabolismo da galactose
  • 4.1 Galactosemia
  • 4.2 Intolerância à lactose
• 5 referências

Estrutura

Galactose é um monossacarídeo. É uma aldose de seis carbonos, com fórmula molecular C₆H₁₂O₆. O peso molecular é de 180 g / mol. Esta fórmula é igual a outros açúcares, como glicose ou frutose.

Pode existir em sua forma de cadeia aberta ou também ser apresentado em sua forma cíclica. É um epimero 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, de produtos lácteos. Pode ser usado como fonte de energia.

No entanto, a contribuição na dieta não é essencial para o organismo, uma vez que a UDP-glicose pode ser transformada em UDP-galactose e este metabólito pode desempenhar suas funções no organismo como constituinte de um grupo de glicolipídios.

Não há nenhum tipo de 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 à catarata e ao dano oxidativo.

No entanto, em crianças, a lactose contribui com 40% da energia em sua dieta, enquanto nos adultos essa porcentagem diminui para 2%.

Funções estruturais: glicolipídios

A galactose está presente em um grupo específico de glicolipídios chamados cerebrosídeos. Os cerebrosídeos que contêm galactose em sua estrutura são chamados de galactocerebrósidos ou galactolípidos.

Essas moléculas são componentes essenciais das membranas lipídicas, especificamente as células nervosas do cérebro; daí seu nome.

Os cerebrosídeos são degradados pela enzima lisossomal. Quando o corpo não é capaz de degradá-los, esses compostos se acumulam. Esta condição é chamada de doença de Krabbe.

Síntese de lactose em mamíferos

A galactose tem um papel fundamental na síntese da lactose. Nos mamíferos, as glândulas mamárias produzem grandes quantidades de lactose após a gravidez para alimentar seus filhotes.

Este processo é desencadeado em fêmeas por uma série de hormônios característicos da gravidez. A reação envolve UDP-galactose e glicose. Estes dois açúcares são fundidos pela ação da enzima lactose sintetase.

Este complexo enzimático é até certo ponto quimérico, já que as partes que o compõem não estão relacionadas à sua função.

Uma de suas partes é constituída por uma galactosiltransferase; em condições normais, sua função está relacionada à glicosilação de proteínas.

A outra parte do complexo é formada por α-lactalbumina, 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 no primeiro passo da via glicolítica, é capaz de reconhecer diferentes açúcares, como glicose, frutose e manose. No entanto, ele não reconhece galactose.

É por isso que a etapa de conversão chamada epimerização deve ocorrer como um passo antes da glicólise. O objetivo desta rota é converter galactose em um metabólito que pode entrar na glicólise, especificamente glicose-6-fosfato.

A degradação da galactose só é possível em células amnióticas, células do fígado, eritrócitos e leucócitos (células sanguíneas). O caminho do fígado é conhecido como o caminho Leloir em homenagem ao seu descobridor, Luis Federico Leloir, um dos principais cientistas argentinos.

A galactose é absorvida pelos enterócitos por transporte ativo, via SGLT1, SGC5A1 (cotransportadores de sódio-glicose) e, em menor grau, pelo SGLT2.

Etapas do Metabolismo

As etapas do metabolismo são resumidas da seguinte forma:

- 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 desta reação é glicose-1-fosfato e UDP-galactose.

- A UDP-galactose é transformada em UDP-glucose, um passo catalisado pela UDP-galactose-4-epimerase.

- Finalmente, o glicose-1-fosfato é transformado em glicose-6-fosfato. Este composto pode entrar na via glicolítica.

Estas reações podem ser resumidas como: galactose + ATP -> glicose-1-fosfato + ADP + H⁺

A regulação da homeostase da galactose é complexa e está fortemente integrada à regulação de outros carboidratos.

Patologias associadas ao metabolismo da galactose

Galactosemia

A galactosemia é uma patologia na qual o organismo não é capaz de metabolizar galactose. Suas causas são genéticas e seu tratamento inclui uma dieta livre de galactose.

Abrange uma série de sintomas variados, como vômitos, diarréia, retardo mental, problemas de desenvolvimento, problemas no fígado e formação de catarata, entre outros. Em alguns casos, a doença pode ser fatal e o indivíduo afetado morre.

Os pacientes que sofrem desta condição não possuem a enzima galactose-1-fosfato uridiltransferase. Como o resto das reações metabólicas não pode continuar, esse produto de alta toxicidade se acumula no corpo.

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 produz 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 é uma importância menor da lactose e dos produtos lácteos na dieta.

Os microrganismos que habitam o intestino grosso podem usar a lactose como fonte de carbono. Os produtos finais dessa reação são o metano e o gás hidrogênio.

Referências

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