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Galactose (Gal) est un sucre à six carbones et un monosaccharide qui se combine avec le glucose pour former le lactose disaccharide, forme des polysaccharides de galactose dans la gélose, est un composant de diverses gommes, mucilages et pectines, et est également présent dans les betteraves à sucre. En tant que sucre hexose, le galactose a la même formule que le glucose, C6H12O6, mais diffère dans la position du groupe hydroxyle sur le carbone 4 (Bender et Bender 2005). Avec le glucose et le fructose, le galactose est l'un des trois sucres sanguins les plus importants chez les animaux. Le galactose est également connu sous le nom de sucre cérébral (Houghton Mifflin 1998).

Le galactose est moins sucré que le glucose et le saccharose. Il est considéré comme un édulcorant nutritif car il a de l'énergie alimentaire. Le galactose et le glucose jouent tous deux des rôles importants en s'associant aux lipides pour former des glycolipides et en se joignant aux protéines pour former des glycoprotéines. Les galactolipides sont un composant majeur des tissus membranaires des plantes, tandis que le galactose réuni en formant les galactocérébrosides les plus complexes agit comme un composant important des tissus membranaires des muscles et des nerfs des animaux.

Dans des conditions normales, la coordination complexe dans le corps humain est remarquable, le lactose dans les aliments étant décomposé, via des enzymes, en glucose et galactose, et ces sucres sont métabolisés davantage. Cependant, dans de rares cas (un pour 62 000 naissances), ce système harmonieux est compromis par un trouble génétique, affectant la capacité d'un individu à métaboliser correctement le sucre galactose. Cela conduit à des niveaux toxiques de galactose s'accumulant dans le sang, nécessitant l'élimination du lactose et du galactose de l'alimentation. Cette condition est connue sous le nom de galactosémie.

La description

Le glucose en chaîne droite. Le galactose ne diffère que par la position du groupe hydroxyle sur le carbone-4.

Le galactose est un monosaccharide à six carbones. En tant que glucide, le galactose appartient à cette classe de molécules biologiques qui contiennent principalement des atomes de carbone (C) flanqués d'atomes d'hydrogène (H) et de groupes hydroxyle (OH) (H-C-OH). En tant que glucide hexose, le galactose a la même formule moléculaire que le glucose et le fructose (C6H12O6) mais un arrangement atomique différent. Il ne diffère du glucose que par la position du groupe hydroxyle sur le carbone 4 (Bender et Bender 2005). (Les carbones de glucose sont numérotés en commençant par l'extrémité la plus oxydée de la molécule, le groupe carbonyle.) En d'autres termes, le galactose est un épimère du glucose, ayant une configuration différente dans un seul des centres stéréogéniques.

Dans le galactose, les premier et dernier groupes -OH pointent de la même manière et les deuxième et troisième groupes -OH pointent dans l'autre sens.

Le galactose peut être trouvé dans deux énantiomères, le L-galactose et le D-galactose. Les énantiomères sont deux stéréoisomères qui sont liés l'un à l'autre par une réflexion: ce sont des images miroirs l'une de l'autre. Chaque stéréocentre dans l'un a la configuration opposée dans l'autre. Le D-galactose a la même configuration à son avant-dernier carbone que le D-glycéraldéhyde.

Le galactose est moins sucré que le glucose et environ un tiers aussi sucré que le saccharose (Bender et Bender 2005). Il est également moins soluble dans l'eau que le glucose.

Sources et relation avec le lactose

Le D-galactose se trouve dans des sources telles que le lactose (sucre de lait), l'agar, la gomme arabique, les betteraves à sucre, les algues et les membranes des cellules nerveuses. Le L-galactose se trouve dans le mucilage des graines de lin, le galactogène d'escargot, la gélose et d'autres sources similaires. Souvent, les deux formes se trouvent ensemble, produisant du DL-galactose.

Le galactose est également synthétisé par l'organisme, où il fait partie des glycolipides et des glycoprotéines de plusieurs tissus. Le galactose est un composant important des cérébrosides, qui sont des glycosphingolipides qui sont des composants importants des muscles des animaux et des membranes des cellules nerveuses. La myéline est le cérébroside le plus connu. Les cérébrosides sont constitués d'un céramide avec un seul résidu de sucre au niveau du groupement 1-hydroxyle. Le résidu de sucre peut être du glucose ou du galactose; les deux principaux types sont donc appelés glucocérébrosides et galactocérébrosides. Les galactocérébrosides se trouvent généralement dans les tissus neuronaux, tandis que les glucocérébrosides se trouvent dans d'autres tissus.

Le galactane est un polymère du sucre galactose. Il se trouve dans l'hémicellulose et peut être converti en galactose par hydrolyse.

Le lactose est une source alimentaire principale de galactose pour l'homme. Le lactose est un disaccharide constitué de fragments de β-D-galactose et de β-D-glucose liés par une liaison glycosidique β1-4. L'hydrolyse du lactose en glucose et galactose est catalysée par l'enzyme lactase, une β-galactosidase. Dans le corps humain, le glucose est transformé en galactose afin de permettre aux glandes mammaires de sécréter du lactose. L'enzyme β-galactosidase est produite par le lac opéron dans Escherichia coli (E. coli).

Métabolisme hépatique du galactose

Le galactose dans la circulation sanguine se déplace vers le foie. Dans le foie, le galactose (Gal) est converti en glucose-6-phosphate (Glc-6-P) dans les réactions suivantes:

galacto- uridyl phosphogluco- kinase transferase mutase gal --------> gal 1 P ------------------> glc 1 P ------- ----> glc 6 P ^  / v UDP-glc UDP-gal ^ /  ___________ / épimérase

Les enzymes qui catalysent les réactions sont en italique. Des mutations qui désactivent la kinase, la transférase ou l'épimérase bloquent le métabolisme du galactose, produisant une galactosémie. La réaction cyclique au centre du diagramme montre que l'uridyl-transférase catalyse le Gal-1-P et l'UDP-Glc (uracile-diphosphate-glucose) pour réagir de telle manière que le Gal déplace le Glc de sa liaison avec l'UDP, ce qui donne l'UDP -Gal et Glc-1-P. (Biocarta)

Signification clinique

Certaines études ont suggéré un lien possible entre le galactose dans le lait et le cancer de l'ovaire (Cramer 1989; Cramer et al. 1989). D'autres études ne montrent aucune corrélation, même en présence d'un métabolisme défectueux du galactose (Goodman et al.2002; Fung et al.2003). Plus récemment, une analyse groupée effectuée par la Harvard School of Public Health n'a montré aucune corrélation spécifique entre les aliments contenant du lactose et le cancer de l'ovaire, et a montré des augmentations statistiquement non significatives du risque de consommation de lactose à ≥ 30 grammes / jour (Genkinger et al.2006). Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer les risques possibles.

Certaines études en cours suggèrent que le galactose pourrait avoir un rôle dans le traitement de la glomérulosclérose segmentaire focale (une maladie rénale entraînant une insuffisance rénale et une protéinurie). Cet effet est probablement le résultat de la liaison du galactose au facteur FSGS.

Troubles métaboliques

Article principal: Galactosémie

Il existe certains troubles importants impliquant le galactose.

La galactosémie est un trouble métabolique génétique rare qui affecte la capacité d'un individu à métaboliser correctement le sucre galactose. Goppert a décrit la maladie pour la première fois en 1917 (Goppert 1917), sa cause comme un défaut dans le métabolisme du galactose étant identifiée par un groupe dirigé par Herman Kalckar en 1956 (Isselbacher et al. 1956). L'incidence du type de galactosémie le plus courant ou le plus classique est d'environ un pour 62 000 naissances (Merck).

Les références

  • Bender, D. A. et A. E. Bender. 2005. Un dictionnaire de l'alimentation et de la nutrition. New York: Oxford University Press. ISBN 0198609612.
  • Biocarta. Voie Leloir du métabolisme du galactose Tracer les voies de la vie. Récupéré le 4 août 2008.
  • Cramer, D. 1989. Persistance de la lactase et consommation de lait comme déterminants du risque de cancer de l'ovaire Am J Epidemiol 130 (5): 904-10. Récupéré le 11 mai 2008.
  • Cramer, D., B. Harlow, W. Willett, W. Welch, D. Bell, R. Scully, W. Ng et R. Knapp. 1989. Consommation et métabolisme du galactose en relation avec le risque de cancer de l'ovaire Lancette 2 (8654): 66-71. Récupéré le 11 mai 2008.
  • Fung, W. L. A., H. Risch, J. McLaughlin, B. Rosen, D. Cole, D. Vesprini et S. A. Narod. 2003. Le polymorphisme N314D de la galactose-1-phosphate uridyl transférase ne modifie pas le risque de cancer de l'ovaire Biomarqueurs épidémiologiques du cancer Précédent 12 (7): 678-80. Récupéré le 11 mai 2008.
  • Genkinger, JM, DJ Hunter, D.Spiegelman, KE Anderson, A. Arslan, WL Beeson, JE Buring, GE Fraser, JL Freudenheim, RA Goldbohm, SE Hankinson, DR Jacobs, A. Koushik, JV Lacey, SC Larsson, M Leitzmann, ML McCullough, AB Miller, C. Rodriguez, TE Rohan, LJ Schouten, R. Shore, E. Smit, A. Wolk, SM Zhang et SA Smith-Warner. 2006. Produits laitiers et cancer de l'ovaire: une analyse groupée de 12 études de cohorte Biomarqueurs épidémiologiques du cancer Précédent 15: 364-372. Récupéré le 11 mai 2008.
  • Goodman, M. T., A. H. Wu, K.-H. Tung, K. McDuffie, D. W. Cramer, L. R. Wilkens, K. Terada, J. K. V. Reichardt et W. G. Ng. 2002. Association de l'activité galactose-1-phosphate uridyltransférase et du génotype N314D avec le risque de cancer de l'ovaire Un m. J. Epidemiol 156 (8): 693-701. Récupéré le 11 mai 2008.
  • Goppert, F. 1917. Galaktosurie nach Milchzuckergabe bei angeborenem, familiaerem chronischem Leberleiden. Klin Wschr 54:473-477.
  • Houghton Mifflin Company. 1998. Dictionnaire médical américain compact: un guide concis et à jour des termes médicaux. Boston, Mass: Houghton Mifflin. ISBN 0395884098.
  • Isselbacher, K. J., E. P. Anderson, K. Kurahashi et H. M. Kalckar. 1956. Galactosémie congénitale, un seul bloc enzymatique dans le métabolisme du galactose Science 13 (123): 635-6. Récupéré le 11 mai 2008.
  • Merck. Troubles du métabolisme des glucides-Galactosémie. Récupéré le 8 août 2008.
Types de glucides
Général:Aldose | Ketose | Pyranose | Furanose
GéométrieTriose | Tetrose | Pentose | Hexose | Heptose | Conformation du cyclohexane | Anomer | Mutarotation
Petit grandGlycéraldéhyde | Dihydroxyacétone | Érythrose | Threose | Érythrulose | Sedoheptulose
TriosesKétotriose (dihydroxyacétone) | Aldotriose (glycéraldéhyde)
TétrosesÉrythrulose | Érythrose | Threose
PentosesArabinose | Désoxyribose | Lyxose | Ribose | Ribulose | Xylose | Xylulose
HexosesGlucose | Galactose | Mannose | Gulose | Idose | Talose | Allose | Altrose | Fructose | Sorbose | Tagatose | Psicose | Fucose | Fuculose | Rhamnose
DisaccharidesSaccharose | Lactose | Tréhalose | Maltose
Les polymèresGlycogène | Amidon (Amylose | Amylopectine) Cellulose | Chitine | Stachyose | Inuline | Dextrine
GlycosaminoglycanesHéparine | Sulfate de chondroïtine | Hyaluronan | Sulfate d'héparane | Sulfate de dermatane | Sulfate de kératane
AminoglycosidesKanamycine | Streptomycine | Tobramycine | Néomycine | Paromomycine | Apramycine | Gentamicine | Netilmicine | Amikacin
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