GALAKTOZĖ: STRUKTŪRA, FUNKCIJOS, METABOLIZMAS IR PATOLOGIJOS - CHEMIJA - 2025

Galaktozės yra daugiausia randama pieno ir kitų pieno produktų monosacharidas, cukraus. Prisijungdami prie gliukozės, jie sudaro laktozės dimerą. Jis veikia kaip nervų ląstelių membranų struktūrinis komponentas, yra būtinas žinduolių laktacijai ir gali būti energijos šaltinis.

Tačiau jo vartojimas maiste nėra privalomas. Įvairios medžiagų apykaitos problemos, susijusios su galaktoze, sukelia tokias patologijas kaip laktozės netoleravimas ir galaktozemija.

Struktūra

Galaktozė yra monosacharidas. Tai yra šešių anglies aldozė, kurios molekulinė formulė yra C ₆ H ₁₂ O ₆ . Molekulinė masė yra 180 g / mol. Ši formulė yra tokia pati ir kitiems cukriams, tokiems kaip gliukozė ar fruktozė.

Jis gali egzistuoti atviros grandinės pavidalu arba taip pat cikliškai. Tai yra gliukozės epimeras; jie skiriasi tik esant anglies skaičiui 4. Terminas epimeras reiškia stereoizomerą, kuris skiriasi tik jo centrų padėtimi.

funkcijos

Dietoje

Pagrindinis galaktozės šaltinis maiste yra laktozė, gaunama iš pieno produktų. Jis gali būti naudojamas kaip energijos šaltinis.

Tačiau indėlis į maistą organizmui nėra būtinas, nes UDP-gliukozė gali būti paverčiama UDP-galaktoze ir šis metabolitas gali atlikti savo funkcijas organizme kaip sudedamoji glikolipidų grupė.

Nėra tokio tipo tyrimų, kurie atskleistų bet kokią su mažu galaktozės vartojimu susijusią patologiją. Atvirkščiai, buvo pranešta, kad besaikis vartojimas yra toksiškas gyvūnams, dirbantiems su modeliu. Iš tikrųjų galaktozės perteklius yra susijęs su katarakta ir oksidaciniu pažeidimu.

Tačiau vaikams laktozė sudaro 40% energijos jų racione, tuo tarpu suaugusiesiems šis procentas sumažėja iki 2%.

Struktūrinės funkcijos: glikolipidai

Galaktozės yra specifinėje glikolipidų, vadinamų cerebrosidais, grupėje. Cerebrosidai, kurių struktūroje yra galaktozė, yra vadinami galaktocerebrosidais arba galaktolipidais.

Šios molekulės yra svarbūs lipidų membranų komponentai, ypač smegenų nervų ląstelės; taigi jos pavadinimas.

Cerebrosidus skaido fermentas lizosimas. Kai kūnas nesugeba jų suskaidyti, šie junginiai kaupiasi. Ši būklė vadinama Krabbe liga.

Laktozės sintezė žinduoliuose

Galaktozė vaidina pagrindinį vaidmenį laktozės sintezėje. Žinduose pieno liaukos po nėštumo gamina didelius laktozės kiekius, kad galėtų maitinti savo jauniklius.

Moterims šį procesą skatina nėštumui būdingi hormonai. Reakcija apima UDP-galaktozę ir gliukozę. Šie du cukrūs susilieja veikiant fermentui laktozės sintetazei.

Šis fermentų kompleksas tam tikru mastu yra chimerinis, nes jo sudedamosios dalys nėra susijusios su jo funkcija.

Vieną jo dalį sudaro galaktozilo transferazė; normaliomis sąlygomis jo funkcija susijusi su baltymų glikozilinimu.

Kitą komplekso dalį sudaro α-laktalbuminas, labai panašus į lizocimą. Šis fermentų kompleksas yra patrauklus evoliucijos modifikacijų pavyzdys.

Metabolizmas

Laktozė yra piene randamas cukrus. Tai yra disacharidas, kurį sudaro gliukozės ir galaktozės monosacharidai, sujungti β-1,4-glikozidiniu ryšiu.

Galaktozė gaunama hidrolizuojant laktozę, šią stadiją katalizuoja laktazė. Bakterijose yra analogiškas fermentas, vadinamas β-galaktozidaze.

Heksokinazės fermentas, esantis pirmame glikolitinio kelio žingsnyje, sugeba atpažinti skirtingus cukrų, tokius kaip gliukozė, fruktozė ir manozė. Tačiau ji nepripažįsta galaktozės.

Štai kodėl konversijos etapas, vadinamas epimerizacija, turi įvykti prieš glikolizę. Šis būdas yra skirtas galaktozę paversti metabolitu, kuris gali patekti į glikolizę, ypač gliukozės-6-fosfatu.

Galaktozės skaidymas galimas tik amniono, kepenų ląstelėse, eritrocituose ir leukocituose (kraujo ląstelėse). Kepenų kelias žinomas kaip „Leloir“ kelias jo atradėjo, svarbaus Argentinos mokslininko Luiso Federico Leloiro, garbei.

Galaktozę įsisavina enterocitai aktyviu transportu per SGLT1, SGC5A1 (natrio ir gliukozės jungtiniai pernešėjai) ir mažesniu mastu per SGLT2.

Metabolizmo žingsniai

Metabolizmo etapai yra apibendrinti taip:

- Galaktozė fosforilinama pirmojoje anglyje. Šį žingsnį katalizuoja fermentas galaktokinase.

- Uridilo grupė į galaktozės-1-fosfato uridiltransferazę pereina į gliukozės-1-fosfatą. Šios reakcijos rezultatas yra gliukozės-1-fosfatas ir UDP-galaktozė.

- UDP galaktozė virsta UDP gliukoze, žingsniu, kurį katalizuoja UDP galaktozė-4-epimerazė.

- Galiausiai gliukozės-1-fosfatas virsta gliukozės-6-fosfatu. Šis junginys gali patekti į glikolitinį kelią.

Šias reakcijas galima apibendrinti taip: galaktozė + ATP -> gliukozės-1-fosfatas + ADP + H ⁺

Galaktozės homeostazės reguliavimas yra sudėtingas ir stipriai integruotas su kitų angliavandenių reguliavimu.

Patologijos, susijusios su galaktozės metabolizmu

Galaktozemija

Galaktozemija yra patologija, kai kūnas nesugeba metabolizuoti galaktozės. Jos priežastys yra genetinės, o gydymas apima dietą be galaktozės.

Tai apima daugybę įvairių simptomų, tokių kaip vėmimas, viduriavimas, protinis atsilikimas, vystymosi problemos, kepenų problemos ir kataraktos formavimas. Kai kuriais atvejais liga gali būti mirtina, o sergantis asmuo miršta.

Tokios būklės pacientai neturi fermento galaktozės-1-fosfato uridiltransferazės. Kadangi likusios metabolinės reakcijos negali tęstis, šis labai toksiškas produktas kaupiasi organizme.

Laktozės netoleravimas

Kai kuriems suaugusiems žmonėms trūksta fermento laktazės. Ši būklė neleidžia normaliai metabolizuoti laktozės, todėl vartojant pieno produktus virškinimo traktas pakito.

Verta paminėti, kad šio fermento trūkumas natūraliai atsiranda senstant individams, nes suaugusiojo racionas suponuoja mažesnę laktozės ir pieno produktų svarbą maiste.

Storojoje žarnoje gyvenantys mikroorganizmai gali naudoti laktozę kaip anglies šaltinį. Galutiniai šios reakcijos produktai yra metanas ir vandenilio dujos.

Nuorodos

1. Bergas, J. M., Stryeris, L., ir Tymoczko, J. L. (2007). Biochemija. Aš atbuline eiga.
2. Campbell, NA, ir Reece, JB (2007). Biologija. Redakcija Médica Panamericana.
3. Horton-Szar, D. (2010). Svarbiausios medžiagų apykaitos ir mitybos savybės. Elsevier.
4. Kohlmeier, M. (2015). Maistinių medžiagų apykaita: struktūros, funkcijos ir genai. Akademinė spauda.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemija. Medicinos ir gyvybės mokslų pagrindai. Aš atbuline eiga.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC ir López, CT (2001). Metabolinė biochemija. Redakcijos tebaras.
7. Rodríguez, MH, & Gallego, AS (1999). Mitybos sutartis. „Díaz de Santos“ leidimai.
8. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2007). Biochemijos pagrindai. Redakcija Médica Panamericana.