- Structure
- Caractéristiques
- Dans le régime
- Fonctions structurelles: glycolipides
- Synthèse du lactose chez les mammifères
- Métabolisme
- Étapes du métabolisme
- Pathologies associées au métabolisme du galactose
- Galactosémie
- Intolérance au lactose
- Références
Le galactose est un sucre monosaccharide présent principalement dans le lait et d'autres produits laitiers. En se liant au glucose, ils forment le dimère de lactose. Il fonctionne comme un composant structurel des membranes des cellules nerveuses, est essentiel à la lactation chez les mammifères et peut servir de source d'énergie.
Cependant, sa consommation dans l'alimentation n'est pas obligatoire. Divers problèmes métaboliques liés au galactose conduisent à des pathologies telles que l'intolérance au lactose et la galactosémie.
Structure
Le galactose est un monosaccharide. C'est un aldose à six carbones, de formule moléculaire C 6 H 12 O 6. Le poids moléculaire est de 180 g / mol. Cette formule est la même pour les autres sucres, comme le glucose ou le fructose.
Il peut exister sous sa forme à chaîne ouverte ou également présent sous sa forme cyclique. C'est un épimère de glucose; ils diffèrent seulement au numéro de carbone 4. Le terme épimère se réfère à un stéréoisomère qui ne diffère que par la position de ses centres.
Caractéristiques
Dans le régime
La principale source de galactose dans l'alimentation est le lactose, qui provient des produits laitiers. Il peut être utilisé comme source d'énergie.
Cependant, la contribution à l'alimentation n'est pas essentielle pour le corps, car l'UDP-glucose peut être transformé en UDP-galactose et ce métabolite peut remplir ses fonctions dans l'organisme en tant que constituant d'un groupe de glycolipides.
Il n'existe aucun type d'étude qui révèle une pathologie associée à une faible consommation de galactose. En revanche, une consommation excessive a été signalée comme toxique chez les animaux modèles. En fait, l'excès de galactose est associé à des cataractes et à des dommages oxydatifs.
Cependant, chez les enfants, le lactose contribue à 40% de l'énergie de leur alimentation, tandis que chez les adultes ce pourcentage diminue à 2%.
Fonctions structurelles: glycolipides
Le galactose est présent dans un groupe spécifique de glycolipides appelés cérébrosides. Les cérébrosides qui contiennent du galactose dans leur structure sont appelés galactocérébrosides ou galactolipides.
Ces molécules sont des composants essentiels des membranes lipidiques, en particulier des cellules nerveuses du cerveau; d'où son nom.
Les cérébrosides sont dégradés par l'enzyme lysosime. Lorsque le corps est incapable de les décomposer, ces composés s'accumulent. Cette condition est appelée maladie de Krabbe.
Synthèse du lactose chez les mammifères
Le galactose a un rôle fondamental dans la synthèse du lactose. Chez les mammifères, les glandes mammaires produisent de grandes quantités de lactose après la grossesse pour nourrir leurs petits.
Ce processus est déclenché chez les femmes par une série d'hormones caractéristiques de la grossesse. La réaction implique l'UDP-galactose et le glucose. Ces deux sucres sont fusionnés par l'action de l'enzyme lactose synthétase.
Ce complexe enzymatique est dans une certaine mesure chimérique, car ses composants ne sont pas liés à sa fonction.
Une de ses parties est constituée d'une galactosyl transférase; dans des conditions normales, sa fonction est liée à la glycosylation des protéines.
L'autre partie du complexe est constituée d'α-lactalbumine, qui est très similaire au lysozyme. Ce complexe enzymatique est un exemple fascinant de modifications évolutives.
Métabolisme
Le lactose est un sucre présent dans le lait. C'est un disaccharide formé par les monosaccharides glucose et galactose liés entre eux par une liaison β-1,4-glycosidique.
Le galactose est obtenu à partir de l'hydrolyse du lactose, cette étape est catalysée par la lactase. Dans les bactéries, il existe une enzyme analogue appelée β-galactosidase.
L'enzyme hexokinase, présente dans la première étape de la voie glycolytique, est capable de reconnaître différents sucres, tels que le glucose, le fructose et le mannose. Cependant, il ne reconnaît pas le galactose.
C'est pourquoi l'étape de conversion appelée épimérisation doit avoir lieu avant la glycolyse. Cette voie vise à convertir le galactose en un métabolite qui peut entrer dans la glycolyse, en particulier le glucose-6-phosphate.
La dégradation du galactose n'est possible que dans les cellules amniotiques, les cellules hépatiques, les érythrocytes et les leucocytes (cellules sanguines). La voie du foie est connue sous le nom de voie du Leloir en l'honneur de son découvreur, Luis Federico Leloir, un important scientifique argentin.
Le galactose est absorbé par les entérocytes par transport actif, via SGLT1, SGC5A1 (cotransporteurs sodium-glucose) et dans une moindre mesure par SGLT2.
Étapes du métabolisme
Les étapes du métabolisme sont résumées comme suit:
- Le galactose est phosphorylé au premier carbone. Cette étape est catalysée par l'enzyme galactokinase.
- Le groupement uridyle est transféré au glucose-1-phosphate par la galactose-1-phosphate uridyltransférase. Le résultat de cette réaction est le glucose-1-phosphate et l'UDP-galactose.
- L'UDP-galactose est transformé en UDP-glucose, une étape catalysée par l'UDP-galactose-4-épimérase.
- Enfin, le glucose-1-phosphate est transformé en glucose-6-phosphate. Ce composé peut entrer dans la voie glycolytique.
Ces réactions peuvent être résumées comme suit: galactose + ATP -> glucose-1-phosphate + ADP + H +
La régulation de l'homéostasie du galactose est complexe et fortement intégrée à la régulation d'autres glucides.
Pathologies associées au métabolisme du galactose
Galactosémie
La galactosémie est une pathologie dans laquelle le corps est incapable de métaboliser le galactose. Ses causes sont génétiques et son traitement comprend un régime sans galactose.
Il englobe une série de symptômes variés, tels que vomissements, diarrhée, retard mental, problèmes de développement, problèmes hépatiques et formation de cataracte, entre autres. Dans certains cas, la maladie peut être mortelle et l'individu affecté meurt.
Les patients atteints de cette maladie ne possèdent pas l'enzyme galactose-1-phosphate uridyltransférase. Comme le reste des réactions métaboliques ne peut pas continuer, ce produit hautement toxique s'accumule dans l'organisme.
Intolérance au lactose
Chez certains adultes, il existe une carence en enzyme lactase. Cette condition ne permet pas le métabolisme normal du lactose, de sorte que la consommation de produits laitiers entraîne des altérations du tractus gastro-intestinal.
Il est à noter que la carence en cette enzyme se produit naturellement à mesure que les individus vieillissent, car le régime alimentaire d'un adulte suppose une moindre importance du lactose et des produits laitiers dans l'alimentation.
Les micro-organismes qui habitent le gros intestin peuvent utiliser le lactose comme source de carbone. Les produits finaux de cette réaction sont le méthane et l'hydrogène gazeux.
Références
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