GALACTOSE: ESTRUTURA, FUNÇÕES, METABOLISMO E PATOLOGIAS - QUÍMICA - 2025

A galactose é um açúcar monossacarídeo encontrado principalmente no leite e outros produtos lácteos. Ligando-se à glicose, eles formam o dímero de lactose. Funciona como um componente estrutural das membranas das células nervosas, é essencial para a lactação em mamíferos e pode servir como fonte de energia.

Porém, seu consumo na dieta não é obrigatório. Vários problemas metabólicos relacionados à galactose levam a patologias como intolerância à lactose e galactosemia.

Estrutura

Galactose é um monossacarídeo. É uma aldose de seis carbonos, com a fórmula molecular C ₆ H ₁₂ O ₆. O peso molecular é 180 g / mol. Essa fórmula é a mesma para outros açúcares, como glicose ou frutose.

Pode existir na forma de cadeia aberta ou também na forma cíclica. É um epímero de glicose; eles diferem apenas no carbono número 4. O termo epímero se refere a um estereoisômero que difere apenas na posição de seus centros.

Recursos

Na dieta

A principal fonte de galactose na dieta é a lactose, que vem dos laticínios. Pode ser usado como fonte de energia.

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

Não existe nenhum tipo de estudo que revele alguma patologia associada ao baixo consumo de galactose. Em contraste, o consumo excessivo foi relatado como tóxico em animais modelo. Na verdade, o excesso de galactose está associado a cataratas e danos oxidativos.

No entanto, em crianças, a lactose contribui com 40% da energia de sua dieta, enquanto em adultos esse percentual diminui para 2%.

Funções estruturais: glicolipídeos

A galactose está presente em um grupo específico de glicolipídeos chamados cerebrosídeos. Os cerebrosídeos que contêm galactose em sua estrutura são chamados de galactocerebrosídeos ou galactolipídeos.

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

Os cerebrosídeos são degradados pela enzima lisossima. Quando o corpo não consegue decompô-los, esses compostos se acumulam. Essa condição é chamada de doença de Krabbe.

Síntese de lactose em mamíferos

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

Esse processo é desencadeado nas mulheres por uma série de hormônios característicos da gravidez. A reação envolve UDP-galactose e glicose. Esses dois açúcares são fundidos pela ação da enzima lactose sintetase.

Este complexo enzimático é até certo ponto quimérico, uma vez que suas partes componentes não estão relacionadas à sua função.

Uma de suas partes é composta de uma galactosil transferase; em condições normais, sua função está relacionada à glicosilação de proteínas.

A outra parte do complexo é composta 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 unidos 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 na primeira etapa 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 uma etapa anterior à glicólise. Esta rota tem como objetivo converter a galactose em um metabólito que pode entrar na glicólise, especificamente a glicose-6-fosfato.

A degradação da galactose só é possível em células amnióticas, células do fígado, eritrócitos e leucócitos (células do sangue). A via do fígado é conhecida como via de Leloir em homenagem a seu descobridor, Luis Federico Leloir, um importante cientista argentino.

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

Etapas do metabolismo

As etapas do metabolismo são resumidas da seguinte forma:

- A galactose é fosforilada no primeiro carbono. Esta etapa é catalisada pela enzima galactoquinase.

- O grupo uridil é transferido para glicose-1-fosfato pela galactose-1-fosfato uridiltransferase. O resultado dessa reação é glicose-1-fosfato e UDP-galactose.

- UDP-galactose é transformada em UDP-glicose, uma etapa catalisada pela UDP-galactose-4-epimerase.

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

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

A regulação da homeostase da galactose é complexa e fortemente integrada com a regulação de outros carboidratos.

Patologias associadas ao metabolismo da galactose

Galactosemia

Galactosemia é uma patologia em que o corpo é incapaz de metabolizar a galactose. Suas causas são genéticas e seu tratamento inclui uma dieta sem galactose.

Abrange uma série de sintomas variados, como vômitos, diarreia, retardo mental, problemas de desenvolvimento, problemas hepáticos e formação de catarata, entre outros. Em alguns casos, a doença pode ser fatal e o indivíduo afetado morre.

Pacientes com essa condição não possuem a enzima galactose-1-fosfato uridiltransferase. Como o resto das reações metabólicas não podem continuar, este produto altamente tóxico se acumula no corpo.

Intolerância a lactose

Em alguns adultos, há deficiência da enzima lactase. Essa condição não permite o metabolismo normal da lactose, portanto o consumo de laticínios produz alterações no trato gastrointestinal.

Vale ressaltar que a deficiência dessa enzima ocorre naturalmente com o envelhecimento do indivíduo, uma vez que a dieta de um adulto supõe uma menor importância da lactose e dos laticínios na alimentação.

Os microrganismos que vivem no intestino grosso podem usar a lactose como fonte de carbono. Os produtos finais dessa reação são o metano e o gás hidrogênio.

Referências

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Bioquímica. Eu inverti.
2. Campbell, NA e Reece, JB (2007). Biology. Editorial Médica Panamericana.
3. Horton-Szar, D. (2010). O essencial em metabolismo e nutrição. Elsevier.
4. Kohlmeier, M. (2015). Nutrient Metabolism: Structures, Functions, and Genes. Academic Press.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Bioquímica. Fundamentos de medicina e ciências da vida. Eu inverti.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Bioquímica metabólica. Editorial Tebar.
7. Rodríguez, MH e Gallego, AS (1999). Tratado de nutrição. Edições Díaz de Santos.
8. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2007). Fundamentals of Biochemistry. Editorial Médica Panamericana.