GALAKTOS: STRUKTUR, FUNKTIONER, ÄMNESOMSÄTTNING OCH PATOLOGIER - KEMI - 2026

Den galaktos är en monosackarid socker som finns främst i mjölk och andra mejeriprodukter. Genom att binda till glukos bildar de laktosdimer. Den fungerar som en strukturell komponent i nervcellsmembranen, är avgörande för amning hos däggdjur och kan tjäna som en energikälla.

Dock är dess konsumtion i kosten inte obligatorisk. Olika metaboliska problem relaterade till galaktos leder till patologier såsom laktosintolerans och galaktosemi.

Strukturera

Galaktos är en monosackarid. Det är en sex-kol-aldos, med molekylformeln C ₆ H ₁₂ O ₆ . Molekylvikten är 180 g / mol. Denna formel är densamma för andra sockerarter, såsom glukos eller fruktos.

Det kan existera i sin öppna kedjeform eller även närvarande i dess cykliska form. Det är en epimer av glukos; de skiljer sig bara vid kol nummer 4. Termen epimer avser en stereoisomer som endast skiljer sig i dess centrum.

Funktioner

I kosten

Den huvudsakliga källan till galaktos i kosten är laktos, som kommer från mejeriprodukter. Det kan användas som en energikälla.

Dock är bidraget i kosten inte nödvändigt för kroppen, eftersom UDP-glukos kan förvandlas till UDP-galaktos och denna metabolit kan utföra sina funktioner i kroppen som en beståndsdel i en grupp glykolipider.

Det finns ingen typ av studie som avslöjar någon patologi förknippad med låg galaktosförbrukning. Däremot har överdriven konsumtion rapporterats som giftig hos modelldjur. I själva verket är överskott av galaktos förknippat med grå starr och oxidativ skada.

Hos barn bidrar dock laktos med 40% av energin i kosten, medan hos vuxna sjunker denna procentsats till 2%.

Strukturella funktioner: glykolipider

Galaktos finns i en specifik grupp glykolipider som kallas cerebrosider. Cerebrosider som innehåller galaktos i sin struktur kallas galaktocerebrosider eller galaktolipider.

Dessa molekyler är väsentliga komponenter i lipidmembran, särskilt nervceller i hjärnan; därmed dess namn.

Cerebrosider bryts ned av enzymet lysosim. När kroppen inte kan bryta ner dem, samlas dessa föreningar. Detta tillstånd kallas Krabbesjukdom.

Laktossyntes hos däggdjur

Galaktos har en grundläggande roll i syntesen av laktos. Hos däggdjur producerar bröstkörtlarna stora mängder laktos efter graviditeten för att mata sina unga.

Denna process utlöses hos kvinnor av en serie hormoner som är karakteristiska för graviditet. Reaktionen involverar UDP-galaktos och glukos. Dessa två sockerarter smälts samman av enzymet laktossyntetas.

Detta enzymkomplex är till viss del kimärt, eftersom dess komponentdelar inte är relaterade till dess funktion.

En av dess delar består av ett galaktosyltransferas; under normala förhållanden är dess funktion relaterad till glykosylering av proteiner.

Den andra delen av komplexet består av a-laktalbumin, vilket liknar lysozym. Detta enzymkomplex är ett fascinerande exempel på evolutionära modifieringar.

Ämnesomsättning

Laktos är ett socker som finns i mjölk. Det är en disackarid bildad av monosackariderna glukos och galaktos som är kopplade samman med en p-1,4-glykosidbindning.

Galaktos erhålls från hydrolys av laktos, detta steg katalyseras av laktas. I bakterier finns det ett analogt enzym som kallas ß-galaktosidas.

Hexokinasenzymet, som finns i det första steget i den glykolytiska vägen, kan känna igen olika sockerarter, såsom glukos, fruktos och mannos. Men det känner inte igen galaktos.

Det är därför konverteringssteget som kallas epimerisering måste ske som ett steg före glykolys. Denna väg är avsedd att omvandla galaktos till en metabolit som kan gå in i glykolys, särskilt glukos-6-fosfat.

Galaktosnedbrytning är endast möjlig i fostervattenceller, leverceller, erytrocyter och leukocyter (blodceller). Levervägen är känd som Leloir-vägen för att hedra sin upptäckare, Luis Federico Leloir, en viktig argentinsk forskare.

Galaktos tas upp av enterocyter genom aktiv transport, via SGLT1, SGC5A1 (natriumglukos-cotransportörer) och i mindre utsträckning av SGLT2.

Steg av metabolism

Stegen för metabolism sammanfattas enligt följande:

- Galaktos fosforyleras vid det första kolet. Detta steg katalyseras av enzymet galaktokinas.

- Uridylgruppen överförs till glukos-1-fosfat med galaktos-1-fosfat-uridyltransferas. Resultatet av denna reaktion är glukos-1-fosfat och UDP-galaktos.

- UDP-galaktos transformeras till UDP-glukos, ett steg katalyserat av UDP-galaktos-4-epimeras.

Slutligen omvandlas glukos-1-fosfat till glukos-6-fosfat. Denna förening kan komma in i den glykolytiska vägen.

Dessa reaktioner kan sammanfattas som: galaktos + ATP -> glukos-1-fosfat + ADP + H ⁺

Regleringen av galaktoshomeostas är komplex och starkt integrerad med regleringen av andra kolhydrater.

Patologier förknippade med galaktosmetabolism

galaktosemi

Galaktosemi är en patologi där kroppen inte kan metabolisera galaktos. Orsakerna är genetiska och behandlingen innehåller en galaktosfri kost.

Det omfattar en rad olika symtom, såsom kräkningar, diarré, mental retardering, utvecklingsproblem, leverproblem och kataraktbildning, bland andra. I vissa fall kan sjukdomen vara dödlig och den drabbade individen dör.

Patienter med detta tillstånd har inte enzymet galaktos-1-fosfaturidyltransferas. Eftersom resten av de metaboliska reaktionerna inte kan fortsätta, samlas denna mycket giftiga produkt i kroppen.

Laktosintolerant

Hos vissa vuxna finns en brist på enzymet laktas. Detta tillstånd tillåter inte normal metabolism av laktos, så konsumtionen av mejeriprodukter ger förändringar i mag-tarmkanalen.

Det är värt att nämna att bristen på detta enzym förekommer naturligt när individer blir äldre, eftersom en vuxens diet antar en lägre betydelse av laktos och mejeriprodukter i kosten.

Mikroorganismer som lever i tjocktarmen kan använda laktos som kolkälla. Slutprodukterna av denna reaktion är metan och vätgas.

referenser

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemi. Jag vänt.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Redaktör Médica Panamericana.
3. Horton-Szar, D. (2010). Det väsentliga i metabolism och näring. Elsevier.
4. Kohlmeier, M. (2015). Näringsmetabolism: strukturer, funktioner och gener. Academic Press.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokemi. Grunder för medicin och biovetenskap. Jag vänt.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Metabolisk biokemi. Redaktionell tebar.
7. Rodríguez, MH, & Gallego, AS (1999). Näringsfördrag. Díaz de Santos utgåvor.
8. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2007). Fundamentals of Biochemistry. Redaktör Médica Panamericana.