Galattosio

Spieghiamo cosa è il galattosio, la sua struttura, funzioni, metabolismo e patologie

Cos'è il galattosio?

IL galattosio È uno zucchero monosaccaridico presente principalmente nel latte e in altri prodotti lattiero -caseari. Quando si collegano al glucosio, formano il dimero di lattosio. Funziona come componente strutturale delle membrane cellulari nervose, è indispensabile per l'allattamento al seno nei mammiferi e può fungere da fonte di energia.

Tuttavia, il suo consumo di dieta non è obbligatorio. Diversi problemi metabolici legati al galattosio portano a patologie come l'intolleranza al lattosio e la galattosemia.

Struttura

Il galattosio è un monosaccaride. È un aldosa a sei carbonio, con formula molecolare C₆H₁₂O₆. Il peso molecolare è di 180 g/mol. Questa formula è la stessa di altri zuccheri, come il glucosio o il fruttosio.

Può esistere nella sua forma a catena aperta o anche presente nella sua forma ciclica. È un epmemer di glucosio; Differiscono solo nel carbonio numero 4. Il termine epico si riferisce a uno stereoisomero che differisce solo nella posizione dei suoi centri.

Funzioni del galattosio

Nella dieta

La principale fonte di galattosio nella dieta è il lattosio, dai prodotti lattiero -caseari. Può essere usato come fonte di energia.

Tuttavia, il contributo nella dieta non è essenziale per il corpo, poiché l'UDP-glucosio può essere trasformato in UDP-galattosio e questo metabolita può svolgere le sue funzioni nell'organismo come componente di un gruppo di glucolipidi.

Non c'è studio che rivela una patologia associata a un basso consumo di galattosio. Al contrario, è stato riportato un consumo in eccesso come tossico negli animali modello. In effetti, l'eccesso di galattosio è associato a cataratta e danno ossidativo.

Tuttavia, nel lattosio infantile fornisce il 40 % dell'energia nella sua dieta, mentre negli adulti questa percentuale diminuisce al 2 %.

Funzioni strutturali: glucolipidi

Il galattosio è presente in uno specifico gruppo glicolipido chiamato cervello. I cerebrosidi contenenti galattosio nella loro struttura sono chiamati galattocerebrosidi o galattolipidi.

Queste molecole sono componenti indispensabili delle membrane lipidiche, in particolare le cellule nervose nel cervello; Da lì il suo nome.

I cerebrosidi sono degradati dall'enzima liscio. Quando il corpo non è in grado di degradarli, questi composti si accumulano. Questa condizione si chiama malattia di Krabbe.

Sintesi del lattosio nei mammiferi

Il galattosio ha un ruolo fondamentale nella sintesi del lattosio. Nei mammiferi, le ghiandole mammarie producono grandi quantità di lattosio dopo la gravidanza per nutrire i loro giovani.

Questo processo è innescato nelle femmine da una serie di ormoni caratteristici della gravidanza. La reazione coinvolge UDP-galattosio e glucosio. Questi due zuccheri sono uniti dall'enzima lattosio sintetasi.

Questo complesso enzimatico è in una certa misura chimerica, poiché le parti che lo compongono non sono correlate alla sua funzione.

Una delle sue parti è costituita da un trasferimento di galattosile; In condizioni normali, la sua funzione è correlata alla glicosilazione proteica.

L'altra parte del complesso è costituita da α-lattalbúmina, che è molto simile alla fluidità. Questo complesso enzimatico è un affascinante esempio di modifiche evolutive.

Metabolismo del galattosio

Il lattosio è uno zucchero che si trova nel latte. È un disaccaride formato dal glucosio e dal galattosio monosaccaridi attaccati l'uno all'altro da un modo β-1,4-glicosia.

Il galattosio è ottenuto dall'idrolisi del lattosio, questo passaggio è catalizzato dalla lattasi. Nei batteri c'è un enzima analogo chiamato β-galattosidasi.

L'enzima esochinasi, presente nel primo passo della via glicolitica, è in grado di riconoscere diversi zuccheri, come glucosio, fruttosio e letame. Tuttavia, non riconosce il galattosio.

Ecco perché il passaggio di conversione chiamato epimerizzazione dovrebbe avvenire come un passo precedente alla glicolisi.  Questo percorso ha lo scopo di convertire il galattosio in un metabolita in grado di entrare nella glicolisi, in particolare il glucosio-6-fosfato.

La degradazione del galattosio è possibile solo in cellule amniotiche, cellule epatiche, eritrociti e leucociti (cellule del sangue). La via epatica è conosciuta come Leloir via in onore del suo scopritore, Luis Federico Leloir, un importante scienziato argentino.

Il galattosio viene assunto dagli enterociti mediante trasporto attivo, tramite SGLT1, SGC5A1 (cotrasportatori di sodio-glucosio) e in misura inferiore da SGLT2.

Passi del metabolismo

Le fasi del metabolismo sono riassunte come segue:

• Il galattosio è fosforilato nel primo carbonio. Questo passaggio è catalizzato dall'enzima galattoquinasi.
• Il gruppo Uridilo viene trasferito in glucosio-1-fosfato mediante galattosio-1-fosfato uridiltransferasi. Il risultato di questa reazione è il glucosio-1-fosfato e l'UDP-galattosio.
• L'UDP-galattosio si trasforma in UDP-glucosa, catalizzato dallo UDP-galattosio-4-Epimerasa.
• Infine, il glucosio-1-fosfato si trasforma in glucosio-6-fosfato. Questo composto può entrare nella via glicolitica.

Queste reazioni possono essere riassunte in: Galattosio + ATP-> Glucosio-1-Fostata + ADP + H⁺

La regolazione dell'omeostasi del galattosio è complessa e fortemente integrata con la regolazione di altri carboidrati.

Patologie associate al metabolismo del galattosio

Galattosemia

La galattosemia è una patologia in cui l'organismo non è in grado di metabolizzare il galattosio. Le sue cause sono genetiche e il suo trattamento include una dieta senza galattosio.

Comprende una serie di sintomi vari, come vomito, diarrea, ritardo mentale, problemi di sviluppo, problemi epatici e formazione della cataratta, tra gli altri. In alcuni casi la malattia può essere fatale e la singola muore.

I pazienti che soffrono di questa condizione non hanno l'enzima-1-fosfato di galattosio uridiltransferasi. Non essere in grado di continuare il resto delle reazioni metaboliche, questo prodotto ad alta tossicità si accumula nel corpo.

Intolleranza al lattosio

In alcuni adulti c'è una carenza dell'enzima lattasi. Questa condizione non consente il normale metabolismo del lattosio, quindi il consumo di prodotti lattiero -caseari produce alterazioni nel tratto gastrointestinale.

Vale la pena ricordare che la carenza di questo enzima si verifica naturalmente man mano che gli individui crescono, poiché la dieta di un adulto è una minore importanza del lattosio e dei prodotti lattiero -caseari nella dieta.

I microrganismi che abitano l'intestino crasso possono usare il lattosio come sorgente di carbonio. I prodotti finali di questa reazione sono metano e idrogeno.